Как чёрные дыры формируют галактики?

Черная дыра
Процесс взаимодействия сверхбыстрых ветров, дующих из сверхмассивной чёрной дыры, с межзвёздной материей. Авторы и права: ESA / ATG medialab.

Данные рентгеновской обсерватории XMM-Newton показали, как сверхмассивные чёрные дыры формируют свои галактики, благодаря мощным ветрам, которые сметают межзвёздную материю.

В новом исследовании учёные проанализировали восемь лет наблюдений XMM-Newton за чёрной дырой, находящейся в ядре активной галактики, известной как PG 1114 + 445, и показали, как сверхбыстрые ветры – потоки газа, испускаемые из аккреционного диска – взаимодействуют с межзвёздной материей в центральных частях галактики. Эти потоки были обнаружены ранее, но новое исследование впервые чётко идентифицирует три фазы их взаимодействия с галактикой-хозяином.

“Эти ветры могут объяснить некоторые удивительные корреляции, о которых учёные знали в течение многих лет, но не могли объяснить”, – сказал ведущий автор Роберто Серафинелли из Национального института астрофизики в Милане, Италия, который провёл большую часть работы в рамках своей научной работы в университете Рима Тор Вергата.

Например, исследователи обнаружили корреляцию между массами сверхмассивных чёрных дыр и дисперсией скоростей звёзд во внутренних частях их галактик-хозяев. Но это никак не может быть связано с гравитационным эффектом чёрной дыры. Новое исследование впервые показывает, как эти ветры чёрных дыр влияют на галактику в более широком масштабе.

Астрономы ранее обнаружили два типа потоков в рентгеновских спектрах, испускаемых активными ядрами галактик. Так называемые сверхбыстрые потоки (СБП), состоящие из сильно ионизированного газа, движутся со скоростью до 40 процентов от скорости света и наблюдаются в непосредственной близости от центральной чёрной дыры.

Чёрная дыра
На этом изображении чёрная дыра MAXI J1820 + 070 поглощает материал соседней звезды и формирует аккреционный диск. Авторы и права: Aurore Simonnet / NASA’s Goddard Space Flight Center.

Другой тип потоков (warm absorbers или WA), характеризуется гораздо более низкими скоростями (сотни км/с), и имеет схожие физические характеристики, такие как плотность частиц и ионизация, с окружающим межзвёздным веществом. Эти более медленные потоки, более вероятно, будут обнаружены на больших расстояниях от центров галактики.

В новом исследовании учёные описывают третий тип оттока, который сочетает в себе характеристики двух предыдущих: скорость СБП и физические свойства WA.

“Мы считаем, что это тот момент, когда СБП достигает межзвёздного вещества и сметает его, словно лавина”, – сказал Серафинелли. “Мы называем это “увлечённым сверхбыстрым оттоком”, потому что СБП на данном этапе проникает в межзвёздную материю”.

Это явление происходит на расстоянии от десятков до сотен световых лет от чёрной дыры. СБП постепенно отталкивает межзвёздное вещество от центральных частей галактики, освобождая его от газа и замедляя прирост вещества вокруг сверхмассивной чёрной дыры.

Галактика
Массивная чёрная дыра в центре спиральной галактики. Авторы и права: NASA.

В то время как модели предсказывали этот тип взаимодействия ранее, текущее исследование является первым, которое предоставило фактические наблюдения трёх фаз.

По словам учёных, сверхмассивные чёрные дыры передают свою энергию в окружающую среду через эти истечения и постепенно очищают центральные области галактики от газа, отсутствие которого затем может остановить образование звёзд. Фактически, галактики сегодня производят звёзды в гораздо меньшем количестве, чем было на ранних стадиях их эволюции.

Дополнительные наблюдения в будущем помогут детальнее изучить сложные взаимодействия между сверхмассивными чёрными дырами и их родительскими галактиками, а также объяснить уменьшение скорости звездообразования.


Больше информации: https://arxiv.org/

Вы могли пропустить:

Комментарии 1

  • Чёрная дыра — одна из воронок гиперболоида вращения спиральных галактик. Возникает ЧД (мы её сможем увидеть ) при вращении гиперболоида вращения (космического торнадо) только при скорости вращения его большей, чем скорость света (фотоны закручиваются внутри гиперболоида вращения) и мы не видим света — Чёрная дыра. Чёрная дыра — втягивающая воронка гиперболоида вращения спиральной галактики.

Добавить комментарий для Ветюгов Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *