Рожденные убивать: как черные дыры могут «душить» целые галактики
Галактика Млечный Путь не очень активна по сравнению с другими галактиками. Каждый год он производит около трех-четырех Солнц новых звезд на всем своем протяжении, и в ней встречаются звезды всех возрастов.
Но в космосе есть и более спокойные галактики — эллиптические, для которых звездообразование в большинстве случаев давно прекратилось. В этих галактиках очень мало (или нет вовсе) звезд моложе определенного возраста, что позволяет предположить, что в какой-то момент большая часть звездообразования внезапно прекратилась, оставив галактику медленно угасать в течение эонов, звезда за звездой.
Как именно «отключается» звездообразование, остается загадкой, но ученые считают, что это как-то связано со сверхмассивными черными дырами, обнаруженными в центре каждой такой галактики. Международная группа астрономов во главе с Кей Ито из Университета перспективных исследований SOKENDAI в Японии заглянула в раннюю Вселенную, чтобы выяснить, так ли это.
Используя одни из самых мощных в мире телескопов, они собрали данные о различных длинах волн света, чтобы идентифицировать галактики, свет которых путешествовал от 9,5 до 12,5 миллиардов лет через пропасть пространства-времени.
Как черные дыры «душат» собственные галактики
Мы все знаем, что ничто не может появиться из-за горизонта событий черной дыры, но пространство вокруг нее — совсем другое дело. Материал вращается вокруг черной дыры, как вода вокруг водостока; гравитация и трение генерируют интенсивное излучение, пронизывающее Вселенную.
Другая форма обратной связи принимает форму струй, вырывающихся из полярных регионов черной дыры. Считается, что вещество за горизонтом событий ускоряется вдоль внешнего магнитного поля черной дыры и выбрасывается с полюсов в виде мощных сфокусированных струй плазмы, движущихся со скоростью, составляющей значительный процент от скорости света.
Наконец, активные сверхмассивные черные дыры генерируют сильные ветры, которые устремляются в их галактики. Считается, что все три формы обратной связи — излучение, струи и ветер — нагревают и отталкивают холодный молекулярный газ, необходимый для образования молодых звезд.
На таких огромных расстояниях галактики гораздо труднее увидеть; они очень малы и очень слабы, с нашей точки зрения здесь и сейчас. Таким образом, исследователям пришлось «сложить» галактики вместе, чтобы выделить радио- и рентгеновский свет, которые являются контрольными признаками активной сверхмассивной черной дыры все эти миллиарды лет назад.
И это сработало; команда обнаружила, что «избыточный» рентгеновский и радиосигнал слишком силен, чтобы его можно было объяснить только звездами в галактиках, где звездообразование практически отсутствует. Лучшее объяснение этого сигнала — активная сверхмассивная черная дыра. Более того, в галактиках с продолжающимся звездообразованием сигнал был не столь выражен.
Исследователи пришли к выводу, что это говорит о том, что очень вероятно, что активная сверхмассивная черная дыра играет роль во внезапной гибели этих таинственных призрачных галактик. По их словам, будущие исследования могут помочь пролить свет на детальную физику этого загадочного процесса.