Массивные черные дыры могут играть еще более значимую роль в эволюции галактик, чем предполагали ученые. Новое исследование показывает, что плазменные струи, выбрасываемые этими объектами, способны достигать областей далеко за пределами галактического центра и вмешиваться в процесс формирования новых звезд.
Это открытие помогает объяснить давний астрономический вопрос: почему галактики не содержат значительно больше звезд. Крупные галактики, подобные Млечному Пути, окружены обширными структурами газа и пыли, известными как межгалактическая среда. Этот материал служит сырьем для звездообразования. Во время периодов высокой активности газ перемещается внутрь галактик, стимулируя рождение новых светил.
Однако в какой-то момент этот процесс прерывается. Газ перестает охлаждаться и собираться для образования звезд или просто перестает поступать в галактики. Именно в этот момент массивные черные дыры могут оказать решающее влияние.
Несмотря на то, что массивные черные дыры имеют массу, эквивалентную миллионам или миллиардам масс Солнца, они остаются относительно небольшими по сравнению с галактиками, которые они населяют. Одна галактика может содержать сотни миллиардов звездных систем. Тем не менее, эти объекты способны высвобождать огромное количество энергии в окружающей среде посредством своих струй и излучения.
Намрата Рой из Института исследований Рамана, которая также возглавляла команду, задалась вопросом: «Каков удивительный вопрос: как нечто столь маленькое может энергетически повлиять на нечто столь огромное?»
Исследование влияния струй
Чтобы изучить этот эффект, Рой, Бортакур и их коллеги проанализировали сотни галактик с активными черными дырами и струями. Они использовали наблюдения, полученные с помощью обзора Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), а также измерения радиоструй с помощью обзора LoFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS).
Исследователи обнаружили участки вдоль струй, где ионизированный газ ярко светился. По мнению команды, это свечение свидетельствует о том, что плазма достигала и проникала сквозь скопления газа вокруг галактик, передавая энергию этому материалу.
Влияние струй также не является равномерным. Наиболее сильные эффекты наблюдались ближе к внешним границам галактик, где струи впервые сталкиваются с межгалактической средой, а также на самой внешней границе этой среды — области, куда струи высвобождают наибольшее количество энергии.
Результаты демонстрируют явные признаки того, что струи черных дыр способны воздействовать на материал, который мог бы стать основой для новых звезд, даже в областях, очень удаленных от центра галактики.
Рой пояснила: «Больше всего меня восхищает масштаб этой связи. Черная дыра невероятно мала по сравнению с галактикой, но ее воздействие может достигать сотен тысяч световых лет, проникая в самые внешние регионы галактики. Струя переносит энергию наружу, а газ светится по всему своему пути».
Для исследователей эти результаты также предоставляют новый способ проверки того, как струи, производимые массивными черными дырами, влияют на их галактики-хозяева.
Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters. Первоначально публикация о массивных черных дырах, которые могут «убить» галактики плазменными струями, появилась на Olhar Digital.