Чёрная дыра в центре квазара поглощает материю с умопомрачительной скоростью

Квазар
Галактика под названием CQ4479 в представлении художника. Авторы и права: NASA / Daniel Rutter.

Считается, что некоторые чёрные дыры поглощают настолько много окружающего их вещества, что их родительские галактики могут погибнуть из-за отсутствия холодного газа, необходимого для рождения новых звёзд.

В процессе поглощения вещества чёрные дыры создают высокоэнергетический объект, называемый квазаром, который, как ранее считалось, останавливает процессы звездообразования. Недавно исследователи обнаружили галактику, которая продолжает формировать новые звёзды – около 100 звёзд размером с Солнце в год – не обращая внимания на ненасытную чёрную дыру в её центре.

Открытие, сделанное с помощью инструмента SOFIA, может объяснить, как появились массивные галактики, хотя во Вселенной доминируют галактики, которые уже давно не формируют звёзды.

“Мы видим, что рост активных чёрных дыр не останавливает процессы звездообразования мгновенно, а это идёт вразрез со всеми текущими моделями”, – сказала Эллисон Киркпатрик, доцент Канзасского университета в Лоуренсе, штат Канзас, и соавтор исследования. “Это заставляет нас переосмыслить наши теории эволюции галактик”.

SOFIA, совместный проект НАСА и Немецкого аэрокосмического центра (DLR), проводил наблюдения чрезвычайно далёкой галактики CQ4479, находящейся на расстоянии более 5,25 миллиардов световых лет от нас. В его основе лежит особый тип квазара, который недавно был обнаружен Эллисон Киркпатрик, и известен как “холодный квазар”. В этом квазаре активная чёрная дыра всё ещё питается материалом своей родительской галактики, но интенсивная энергия квазара не уничтожила весь холодный газ, поэтому звёзды продолжают формироваться, а галактика продолжает жить. Это первый раз, когда исследователи подробно изучили холодный квазар, напрямую измерив рост чёрной дыры, частоту рождения звёзд и количество холодного газа в галактике.

“Мы были удивлены, увидев ещё одну странную галактику, которая бросает вызов текущим теориям”, – сказал Кевин Кук, научный сотрудник Канзасского университета в Лоуренсе, штат Канзас, и ведущий автор этого исследования. “Возможно, этот тандемный рост продолжится, и чёрная дыра, и окружающие её звёзды утроятся в размерах, прежде чем галактика достигнет конца своей жизни”.

Как один из самых ярких и далёких объектов во Вселенной, квазары или “квазизвёздные радиоисточники”, как известно, трудны для наблюдения, потому что они часто затмевают всё вокруг себя. Они образуются, когда особо активная чёрная дыра поглощает огромное количество материала из окружающего пространства, создавая сильные гравитационные силы. По мере того, как всё больше и больше материала вращается всё быстрее и быстрее по спирали вокруг чёрной дыры, материал нагревается и начинает ярко светиться. Квазар производит столько энергии, что часто затмевает всю родительскую галактику, не позволяя учёным исследовать его. Текущие теории предсказывают, что эта энергия нагревает или вытесняет холодный газ, необходимый для создания звёзд, останавливая их рождение и, таким образом, прекращая рост галактики. Но SOFIA показала, что есть относительно короткий период, когда галактика может продолжать рождать звёзды, пока чёрная дыра питает квазар.

Вместо того, чтобы непосредственно наблюдать за новорожденными звёздами, астрономы использовали телескоп SOFIA для обнаружения инфракрасного света, излучаемого пылью, нагретой в процессе звездообразования. Используя данные, собранные с помощью прибора HAWC, учёные смогли оценить количество сформировавшихся за последние 100 миллионов лет звёзд.

“SOFIA позволила нам рассмотреть этот короткий промежуток времени, когда два процесса могут сосуществовать”, – сказал Кук. “Это единственный телескоп, способный изучать рождение звёзд в этой галактике, не позволяя квазару ослеплять себя”.

Короткое окно совместного роста чёрной дыры и звёзд представляет собой раннюю фазу смерти галактики, пока последняя ещё не поддалась разрушительному воздействию квазара. Необходимы дальнейшие исследования с использованием SOFIA, чтобы узнать, проходят ли другие галактики аналогичный этап до того, как в конечном итоге достигнут конца жизни. Будущие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на 2021 год, позволят понять, как именно квазары влияют на общую форму своих родительских галактик.


Больше информации: https://iopscience.iop.org/
Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.