Галактика виживає у бенкетуванні чорної діри

Опубліковано: 05:25 неділя, 29 листопада 2020 р.  
Галактика виживає у бенкетуванні чорної діри - фото
NASA/ Daniel Rutter

Виявлено далеку галактику, в якій, попри інтенсивне бенкетування чорної діри в її центрі, продовжується зореутворення.

Про це розповідають в НАСА.

Вважається, що найголодніші з чорних дір поїдають стільки навколишнього матеріалу, що кладуть край життю своєї господарської галактики. Цей процес бенкетування настільки інтенсивний, що створює високоенергетичний об’єкт, який називається квазаром -- один із найяскравіших об’єктів у Всесвіті, -- у міру того, як матерія, закручуючись, засмоктується в черево чорної діри. Дослідники знайшли галактику, яка виживає під дією ненажерливих сил чорної діри, продовжуючи народжувати нові зірки - близько 100 зірок розміром із Сонце на рік.

Відкриття, зроблене за допомогою телескопа НАСА на літаку -- Стратосферної обсерваторії інфрачервоної астрономії (SOFIA), -- може допомогти пояснити, як виникли масивні галактики, незважаючи, що на сьогодні у Всесвіті переважають галактики, які більше не утворюють зірок. Результати були опубліковані в Astrophysical Journal.

"Це показує нам, що зростання активних чорних дір не зупиняє народження зірок миттєво, що суперечить усім сучасним науковим прогнозам", -- каже Елісон Кіркпатрік, доцент Канзаського університету в Лоуренсі і співавтор дослідження. "Це змушує нас переглянути свої теорії про те, як еволюціонують галактики".

SOFIA -- спільний проект НАСА та Німецького аерокосмічного центру, DLR, -- вивчала надзвичайно віддалену галактику CQ4479, розташовану на відстані понад 5,25 мільярда світлових років. В її ядрі знаходиться особливий тип квазара, нещодавно відкритий Кіркпатрік, що називається "холодний квазар". У цьому типі квазару активна чорна діра все ще бенкетує матеріалом зі своєї господарської галактики, але інтенсивна енергія квазара не спустошила весь холодний газ, тому зірки можуть продовжувати формуватися і галактика живе далі. Це вперше, коли дослідники детально розгледіли холодний квазар, безпосередньо вимірюючи зростання чорної діри, швидкість народжуваності зірок та кількість холодного газу, який залишається для живлення галактики.

"Ми були здивовані, побачивши ще одну дивовижну галактику, яка кидає виклик сучасним теоріям", -- каже Кевін Кук, аспірант з Канзаського університету, і провідний автор цього дослідження. "Якщо продовжиться це тандемне зростання і чорної діри, і зірок, які її оточують, вона потроїться в масі до того, як галактика досягне кінця свого життя".

Як одні із найяскравіших і найвіддаленіших об’єктів у Всесвіті, квазари або «квазізоряні радіоджерела», як відомо, важко спостерігати, оскільки вони часто засвічують все навколо себе. Вони утворюються, коли особливо активна чорна діра споживає величезну кількість матеріалу з галактики, що її оточує, створюючи сильні гравітаційні сили. У міру того, як все більше і більше матеріалу все швидше і швидше закручується у напрямку до центру чорної діри, матеріал нагрівається і яскраво світиться. Квазар виробляє стільки енергії, що часто засвітлює все навколо себе, засліплюючи спроби спостерігати за господарською галактикою. Сучасні теорії передбачають, що ця енергія вигріває або виганяє холодний газ, необхідний для зореутворення, зупиняючи народження зірок і завдаючи смертельного удару по зростанню галактики. Але SOFIA показує, що існує порівняно короткий період, коли народження зірок в галактиці може продовжуватися, поки бенкетування чорної діри продовжує живити потужні сили квазара.

Замість того, щоб безпосередньо спостерігати за новонародженими зірками, SOFIA використовувала свій 3-метровий телескоп для виявлення інфрачервоного світла, що випромінюється від пилу, нагрітого в процесі утворення зірок. Використовуючи дані, зібрані бортовою широкосмуговою камерою SOFIA -- приладом HAWC+ -- вчені змогли оцінити кількість утворених зірок за останні 100 мільйонів років.

"SOFIA дозволяє нам зазирнути в це короткочасне вікно, де можуть співіснувати ці два процеси", -- каже Кук. "Це єдиний телескоп, здатний вивчати народження зірок у цій галактиці, не будучи засліпленим через інтенсивне світіння квазару".

Короткочасне вікно спільного зростання чорної діри та зірок являє собою ранню фазу смерті галактики, в якій галактика ще не піддалася руйнівному впливу квазара. Потрібні постійні дослідження з SOFIA, щоб дізнатись, чи багато інших галактик проходять подібну стадію із спільним зростанняи чорної діри та зірок, перш ніж в кінцевому підсумку вони досягнуть кінця життя. Подальші спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, який планується запустити у 2021 році, можуть виявити, як квазари впливають на загальну форму господарських галактик.

SOFIA -- спільний проект НАСА та Німецького аерокосмічного центру. Дослідницький центр Еймса НАСА в каліфорнійській Силіконовій долині керує програмою SOFIA, науковими та космічними операціями місії у співпраці з Асоціацією космічних досліджень університетів зі штаб-квартирою в Колумбії, штат Меріленд, та німецьким Інститутом SOFIA при Університеті Штутгарта. Технічне обслуговування та експлуатація літака здійснюється в Центрі польотних досліджень Армстронга НАСА в місті Палмдейл, Каліфорнія. Інструмент HAWC+ був розроблений та наданий НАСА командою з багатьох інститутів під керівництвом Лабораторії реактивного руху НАСА (JPL).

Читайте ще цікаві новини про космос.


       


НОВИНИ ВІД ПАРТНЕРІВ: