В карликовій галактиці знайдено чорну діру, що розпалила зореутворення

Чорних дір часто описують як руйнівних монстрів, які тримають світло у полоні, але як було з’ясовано за допомогою космічного телескопа “Хаббл”, вони відіграють менш злодійську роль. В центрі карликової галактики Henize 2-10 чорна діра створює зірки, а не пожирає їх.

Чорна діра, очевидно, робить свій внесок у бурю утворення нових зірок, що вирує в галактиці, розповідають в НАСА.

Карликова галактика Henize 2-10 знаходиться на відстані 30 мільйонів світлових років від нас, у південному сузір'ї Компас.

Десятиліття тому ця маленька галактика спричинила дебати серед астрономів щодо того, чи можуть бути карликові галактики домівками для чорних дір, співмірних надмасивним бегемотам, що знайдені у серцях більших галактик. У цьому новому відкритті  йдеться про маленьку Henize 2-10, яка містить лише одну десяту від кількості зірок у нашому Чумацькому Шляху, і може зіграти велику роль у розкритті таємниці, звідки взагалі взялися надмасивні чорні діри.

«Десять років тому, коли я була аспіранткою, я думала, що присвячу свою кар'єру вивченню зореутворення, я подивилася на дані від Henize 2-10, і все змінилося», - сказала Емі Рейнес, яка у 2011 році опублікувала перші докази наявності чорної діри в цій галактиці та є головним дослідником нових спостережень Хаббла, опублікованих у випуску журналу Nature від 19 січня цього року.

«Від самого початку я знала, що в Henize 2-10 відбувається щось незвичайне та особливе, і тепер Хаббл надав дуже чітку картину зв’язку між чорною дірою та сусіднім регіоном зореутворення, розташованим за 230 світлових років від чорної діри», — сказала Рейнес.

Цей зв’язок являє собою відтік газу, що тягнеться через космос, ніби пуповина, до яскравого зоряного розплідника. В регіоні вже був щільний газовий кокон, коли туди прийшов низькошвидкісний відтік. Спектроскопія Хаббла показує, що відтік рухався зі швидкістю близько 1,6 мільйона кілометрів на годину, врізаючись у щільний газ, як садовий шланг б’є у купу бруду та розбризкується. Новонароджені зоряні скупчення обсівають шлях поширення відтоку, їхній вік також розрахований Хабблом.

Це ефект протилежний тому, що спостерігається у більших галактиках, де матеріал, що падає до чорної діри, відноситься магнітними полями навколо діри, утворюючи палкі струмені плазми, рухомі зі швидкістю, близькою до світлової. Хмари газу, що опинилися б на шляху струменя, нагрівалися б набагато більше, ніж вони могли охолонути та утворити зорі. Але з менш масивною чорною дірою в Henize 2-10 та її більш м’яким відтоком, газ був стиснутий якраз достатньо, щоб прискорити утворення нових зірок.

«Всього на відстані 30 мільйонів світлових років від нас, Henize 2-10 знаходиться досить близько, щоб “Хаббл” зміг дуже чітко зафіксувати як візуальні, так і спектроскопічні свідчення відтоку від чорної діри. Додатковим сюрпризом стало те, що, замість того, щоб придушити зореутворення, відтік запускає народження нових зірок», — сказав Захарі Шутте, аспірант Рейнес та провідний автор нового дослідження.

Від моменту першого виявлення характерних радіо- та рентгенівських випромінювань у Henize 2-10, Рейнес вважала, що вони, ймовірно, виходять від масивної чорної діри, але не настільки надмасивної, як ті, що спостерігаються у більших галактиках. Інші астрономи, однак, вважали, що випромінювання, швидше за все, виходить від залишку наднової, що було б звичним явищем для галактики, яка швидко викачує масивні зорі та вони швидко вибухають.

«Дивовижна роздільна здатність Хаббла чітко показує штопороподібний характер швидкостей газу, який ми можемо пристосувати до моделі відтоку від чорної діри, який процесує, або хитається. Залишок наднової не мав би такого характеру руху, і тому це фактично наш доказ того, що це чорна діра», - сказала Рейнес.

Рейнес очікує, що у майбутньому ще більше досліджень буде спрямовано на чорні діри карликових галактик з метою використання їх для розгадки таємниці того, як у ранньому Всесвіті виникли надмасивні чорні діри. Це постійна загадка для астрономів. Взаємозв'язок між масою галактики та її чорною дірою може надати підказки. Чорна діра в Henize 2-10 має масу близько 1 мільйона сонячних мас. У більших галактиках центральні чорні діри можуть перевищувати масу нашого Сонця більш ніж в 1 мільярд разів. Чим масивніша галактика-господар, тим масивніша центральна чорна діра.

Сучасні теорії походження надмасивних чорних дір поділяються на три категорії: 1) вони утворилися так само як менші чорні діри зоряної маси, внаслідок спалаху зірок, і якимось чином зібрали достатньо матеріалу для зростання до надмасивних; 2) особливі умови у ранньому Всесвіті дозволили утворити надмасивні зірки, які зруйнувалися, утворивши «зародки» масивних чорних дір, або 3) зародки майбутніх надмасивних чорних дір утворилися в щільних зоряних скупченнях, де загальної маси скупчення було б достатньо, щоб якимсь чином створити їх у результаті гравітаційного колапсу.

Поки що жодна з цих теорій зародження чорних дір не зайняла панівного становища. Карликові галактики, такі як Henize 2-10, пропонують перспективні потенційні підказки, оскільки вони залишалися малими протягом космічного часу, а не зазнавали зростання та злиття з великими галактиками, таких як наш Чумацький Шлях. Астрономи вважають, що чорні діри карликових галактик могли служити аналогом чорних дір у ранньому Всесвіті, коли вони тільки починали формуватися та зростати.

«Епоха перших чорних дір – це не те, що ми здатні побачити, тому це дійсно стало великим питанням: звідки вони взялися? Карликові галактики можуть зберегти певну пам’ять про сценарій утворення зародків чорних дір, яка інакше була втрачена для часу та простору», – сказала Рейнес.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.