Исследования, проведённые сотрудниками университета Саутгемптона, показали влияние чёрных дыр (СМЧД) на межгалактический газ. СМЧД питаются газовыми облаками, которые приближаются к ним по мере своего путешествия, длинной в сотни тысяч световых лет, от одной галактики к другой.
Международная группа учёных показала, что существует определённая связь между взаимодействием соседних галактик и огромным количеством газа, необходимым для “подпитки” этих гигантских сверхплотных космических объектов. Их выводы будут опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Чёрная дыра может образоваться, когда звезда коллапсирует, сжимая материю в относительно маленькое пространство. Это увеличивает силу гравитации объекта до такой степени, что ничто не может ускользнуть, даже свет – отсюда и название.
Некоторые чёрные дыры (ЧД) являются поистине гигантскими, их масса в миллионы раз превышает массу нашего Солнца, и они излучают огромное количество энергии. Такие ЧД известны как “сверхмассивные чёрные дыры”, и до сих пор остаётся загадкой, как именно они формируются или получают достаточно топлива для роста.
Астрофизик и ведущий исследователь из Саутгемптонского университета доктор Сандра Раймундо говорит: “Сверхмассивные чёрные дыры подпитывают свою активность частично за счёт постепенного накопления газа из окружающей их среды. Сверхмассивные чёрные дыры могут заставлять центры галактик сиять очень ярко, когда они захватывают газ, и считается, что этот процесс может оказать большое влияние на то, как галактики выглядят сегодня. Как СМЧД получают достаточно топлива для поддержания своей активности и роста, до сих пор озадачивает астрономов, но проделанная нами работа продвигает нас на шаг вперёд к пониманию этого процесса”.
Сандра Раймундо, работающая также с исследователями из университетов Копенгагена и Калифорнии, использовала данные 4-метрового англо-австралийского телескопа в Новом Южном Уэльсе, Австралия, для изучения орбит газа и звёзд в большой выборке из более чем 3000 галактик. Они идентифицировали те, в которых присутствует так называемый “смещённый” газ – другими словами, газ, который вращается в направлении, отличном от направления вращения звёзд в галактике, сигнализируя о прошлом взаимодействии с другой галактикой. Затем они обнаружили, что галактики со смещённым газом имеют более высокую долю активных сверхмассивных чёрных дыр.
Результаты показали чёткую связь между смещённым газом и активностью сверхмассивной чёрной дыры – предполагается, что газ перемещается там, где встречаются две галактики, извивается на огромные расстояния в космосе, а затем уступает огромным гравитационным силам сверхмассивной чёрной дыры – втягивается и поглощается как жизненно важный источник топлива. Астрономы давно подозревали, что слияние с другой галактикой может обеспечить этот источник газа, но прямые доказательства этого были неуловимыми.
Доктор Раймундо объясняет: “Проведённая нами работа показывает, что присутствие газа, смещённого относительно звёзд, связано с увеличением доли активных сверхмассивных чёрных дыр. Поскольку смещённый газ является явным признаком прошлого взаимодействия между двумя галактиками. Наша работа показывает, что взаимодействие галактик обеспечивает топливо для активных сверхмассивных чёрных дыр”.
Это первый случай, когда наблюдается влияние чёрных дыр на межгалактический газ, а также прямая связь между образованием и присутствием смещённого газа и подпиткой активных сверхмассивных чёрных дыр.
Доктор Марианна Вестергаард, соавтор исследования, говорит: “Что интересно в этих наблюдениях, так это то, что теперь мы впервые можем идентифицировать захваченный газ и проследить весь его путь до центра галактики, где чёрная дыра пожирает его”.
Теперь учёные надеются расширить свои исследования и использовать полученные результаты для расчёта того, какая часть общей массы сверхмассивных чёрных дыр выросла благодаря этому механизму и насколько это было важно в ранней Вселенной.