"Вебб" став свідком, як чорна діра "виморює голодом" свою галактику

Астрономи використали космічний телескоп "Джеймс Вебб" для підтвердження того, що надмасивні чорні діри можуть позбавляти свої галактики палива, необхідного для утворення нових зірок.

Про це розповідається у пресрелізі Кембридзького університету на сайті "Eurek Alert!", передають OstanniPodii.com.

Міжнародна команда використовувала "Вебб" для спостереження за галактикою розміром приблизно з наш Чумацький Шлях, що знаходиться у ранньому Всесвіті, приблизно через два мільярди років після Великого Вибуху. Як і більшість великих галактик, вона в своєму центрі має надмасивну чорну діру. Однак ця галактика, по суті, "мертва": вона майже перестала утворювати нові зорі.

"На основі попередніх спостережень ми знали, що ця галактика перебуває у загашеному стані: вона не утворює багато зірок, враховуючи її розмір, і ми очікуємо, що існує зв′язок між чорною дірою та закінченням зореутворення", - сказав співавтор дослідження доктор Франческо Д′Євгеніо з Інституту космології ім. Кавлі в Кембриджі. "Однак до Вебба ми не могли вивчити цю галактику достатньо детально, щоб підтвердити цей зв′язок, і ми не знали, чи є цей загашений стан тимчасовим або постійним".

Ця галактика, яка має офіційну назву GS-10578, але отримала прізвисько "Галактика Пабло" на честь астронома, який вирішив її детально дослідити, є масивною для такого раннього періоду Всесвіту: її загальна маса приблизно у 200 мільярдів разів перевищує масу нашого Сонця, а більшість її зірок сформувалися між 12,5 і 11,5 мільярдами років тому.

"У ранньому Всесвіті більшість галактик формують багато зірок, тому цікаво побачити таку масивну мертву галактику в цей період часу", - каже співавтор дослідження професор Роберто Майоліно, також з Інституту космології Кавлі. "Якщо у неї було достатньо часу, щоб досягти такого масивного розміру, то який би процес не зупинив зореутворення, він, ймовірно, стався відносно швидко".

Використовуючи "Вебб", дослідники виявили, що ця галактика викидає велику кількість газу зі швидкістю близько 1000 кілометрів на секунду, що досить швидко для того, щоб уникнути гравітаційного тяжіння галактики. Ці швидко рухомі вітри "виштовхуються" з галактики чорною дірою.

Як і інші галактики з чорними дірами, що акреціюють матеріал, "Галактика Пабло" має швидкі вітри відтоку гарячого газу, але ці газові хмари неміцні та мають невелику масу. "Вебб" виявив присутність нового компонента вітру, який не можна було побачити за допомогою попередніх телескопів. Цей газ холодніший, а отже, щільніший і -- що дуже важливо -- не випромінює світла. "Вебб", з його чудовою чутливістю, може бачити ці темні газові хмари, тому що вони блокують частину світла від галактики позаду них.

Маса газу, що викидається з галактики, більша, ніж маса, що потрібна їй для продовження формування нових зірок. По суті, чорна діра морить галактику голодом.

"Ми знайшли винуватця", - сказав Д′Євгеніо. "Чорна діра вбиває цю галактику та тримає її в стані спокою, перекриваючи джерело "їжі", необхідної галактиці для формування нових зірок".

Дослідники зазначають: хоча попередні теоретичні моделі передбачали, що чорні діри мають такий вплив на галактики, до "Вебба" не вдавалося виявити цей ефект безпосередньо.

Попередні моделі передбачали, що кінець зореутворення має сильний, турбулентний вплив на галактики, руйнуючи їхню форму в процесі. Але в цій дископодібній галактиці зорі все ще рухаються впорядковано, що свідчить про те, що це не завжди так.

"Ми знали, що чорні діри мають величезний вплив на галактики, і, можливо, часто зупиняють зореутворення, але до Вебба ми не могли безпосередньо підтвердити це", - каже Майоліно. "Це ще один спосіб показати, що Вебб є гігантським стрибком вперед з точки зору нашої здатності вивчати ранній Всесвіт і те, як він розвивався".

Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy.

Дослідники сподіваються, що нові спостереження за допомогою Атакамського великого міліметрового телескопа (ALMA), націленого на найхолодніші, найтемніші газові компоненти галактики, розкажуть нам більше про те, чи є в цій галактиці паливо для зореутворення, і якщо так, то де саме, і який вплив має надмасивна чорна діра в регіоні, що оточує галактику.