В центре большинства крупных галактик — в том числе и нашей — расположена сверхмассивная черная дыра, масса которой может достигать миллионов, а то и миллиардов солнечных масс. Здесь же, в центральной области имеется и еще один интересный регион, плотное сферическое звездное скопление, или просто балдж. Звезды в балдже отличаются, в среднем, большей скоростью движения, причем чем крупнее дыра — тем выше эта скорость.
Дыра и соседи: Ее ближайшее окружение
Корреляция между массой сверхмассивной черной дыры в центре галактики и скоростью рождения звезд в ее центральной области может быть связана со сверхбыстрым потоком материи, который выбрасывают окрестности дыры.
Эта корреляция свидетельствует о том, что сверхмассивная черная дыра в активном центре галактики оказывает замедляющее влияние на процесс звездообразования в ее центральной области. Однако адекватного описания этой взаимосвязи до сих пор не существовало. Вообще, трудно было представить, как черная дыра, пускай и сверхмассивная, но размерами — вместе с аккреционным диском падающей в нее материи — лишь в несколько раз больше Солнечной системы, может существенно влиять на регион, размеры которого в миллионы раз больше.
По мнению Франческо Томбеси (Francesco Tombesi) и его коллег, которые, наконец-то, предложили подобный механизм, секрет не в самой черной дыре, а именно в диске материи, которая устремляется в ее недра. Все ускоряясь и закручиваясь по спирали, вещество это раскаляется до миллионов градусов, выбрасывая излучение на всех длинах волн, а также целые потоки быстрых частиц. Частью эти выбросы проявляются в виде узких струй плазмы, вырывающихся из диска перпендикулярно его плоскости — т.н. релятивистских струй, или джетов. Скорость движения частиц в них достигает половины световой, однако узконаправленность джетов не позволяет им оказывать существенного влияния на близлежащие регионы: основную свою энергию они уносят гораздо дальше. Что же тогда позволяет черной дыре непосредственно воздействовать на свое окружение?
Не так давно обнаружилось, что, помимо джетов, сверхмассивная черная дыра выбрасывает и другой поток материи, не столь сконцентрированный «ветер» быстродвижущихся частиц. Исследование, проведенное командой Франческо Томбеси с помощью орбитального рентгеновского телескопа XMM-Newton, охватило 42 крупные галактики, расположенные не слишком далеко от нас — в пределах 1,3 млрд световых лет, и имеющие сверхмассивные черные дыры. Сверхбыстрые потоки были обнаружены примерно в 40% из них, средняя скорость их достигала 14% световой (около 151 млн км/ч), и в среднем поток увлекал за собой в год массу материи, сравнимую с массой Солнца. Так что, хотя эти потоки и не могут сравниться с джетами по мощности, энергия их гораздо выше, нежели у других потоков вещества в галактике. Именно их ученые и считают ответственными за влияние, которое оказывает черная дыра на весь центр галактики.
С одной стороны, сверхбыстрый поток, уносящий довольно значительные количества вещества прочь от дыры, сдерживает рост ее массы. С другой стороны, это вещество пронизает окружающий регион галактики, унося с собой частицы газопылевых облаков, которые могли бы служить материалом для образования молодых звезд, и вообще нарушают течение этого процесса.
По пресс-релизу NASA