Черная дыра не справляется со своей работой

Астрономы обнаружили, что может произойти, когда гигантская черная дыра не вмешивается в жизнь галактического скопления. Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра и другие телескопы, они показали, что пассивное поведение черной дыры может объяснить удивительный поток звездообразования, происходящий в далеком скоплении галактик.

Об этом рассказывают в НАСА.

Галактические скопления содержат сотни и тысячи галактик, пронизанные горячим газом, который преобладает суммарную массу всех галактик и излучает рентгеновские лучи. Выбросы материала, которым питается сверхмассивная черная дыра в центральной галактике скопления, обычно препятствуют охлаждению этого горячего газа для образования огромного количества звезд. Этот нагрев позволяет сверхмассивных черных дырам влиять или контролировать активность и эволюцию их галактического скопления.

Но что произойдет, если эта черная дыра перестанет быть активной? Галактическое скопление SpARCS104922.6+564032.5 (кратко SpARCS1049), которое расположено на расстоянии 9,9 млрд световых лет от Земли, предоставляет ответ.

На основе наблюдений с помощью космического телескопа Хаббла и космического телескопа Спитцера астрономы ранее обнаружили, что в SpARCS1049 звезды формируются с очень большой скоростью, соответствующей около 900 масс Солнца в год. Это в 300 раз быстрее, чем скорость, с которой образует свои звезды наша галактика, Млечный Путь. (По скорости, наблюдаемой в SpARCS1049, все звезды Млечного Пути могли бы сформироваться всего за 100 млн лет, что является небольшим периодом времени по сравнению с возрастом нашей галактики в более десять миллиардов лет).

"Это напоминает мне старое выражение "как кот ушел, то мыши в пляс", - сказала Джули Хлавачек-Ларрондо из Монреальского университета в Канаде, которая руководила исследованием. "Здесь кот, или черная дыра, является тихой, а мыши, или звезды, очень заняты".

Это безумное звездообразование происходит примерно за 80 000 световых лет от центра SpARCS1049 в регионе за пределами какой-либо галактики в ​​скоплении. Астрономы задаются вопросом: что вызывает этот удивительный цикл рождения звезд?

Ответ может поступить из новых данных Чандры, раскрывающих поведение горячего газа в SpARCS1049. В большей части скопления температура газа составляет около 65 млн градусов. Однако на месте звездообразования газ плотнее среднего и остыл до температуры лишь около 10 млн градусов. Наличие этого более прохладного газа может свидетельствовать о том, что другие не обнаруженные газовые резервуары охладели к еще более низким температурам, что позволяет создать огромное количество звезд.

Новости по подобной теме:

		Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно пробивающую газовый диск более крупной черной дыры
		Сверхмассивные черные дыры ненадолго просыпаются из глубокого сна благодаря измельченным ими звездам
		JWST разглядел большое количество новорожденных квазаров в ранней Вселенной

"Без того, чтобы черная дыра активно перекачивала энергию в окружающую среду, газ может достаточно остыть, что может привести к такой впечатляющей скорости звездообразования", - сказал соавтор Картер Реа, также из Монреальского университета. "Такое закрытие черной дыры может быть решающим способом образования звезд в ранней Вселенной".

Хотя есть много примеров, когда энергия, вводимая черными дырами в их окружение, отвечает за снижение скорости образования звезд в десятки или тысячи и более раз, эти скопления, как правило, находятся только на расстоянии несколько сотен миллионов световых лет от Земли и намного старше, чем SpARCS1049.

В случае со SpARCS1049, астрономы не видят никаких признаков того, что сверхмассивная черная дыра в центральной галактике активно вовлекает материю. Например, на радиоволновой длине нет никаких доказательств наличия струи материала, отводимой от черной дыры, или источника рентгеновского излучения из середины галактики, что свидетельствовало бы о том, что материя нагревалась, когда падала по направлению к черной дыре.

"Многие астрономы считали, что без вмешательства черной дыры образование звезд вышло бы из-под контроля", - сказала соавтор Трейси Уэбб из Макгилла, впервые открывшая SpARCS1049 в 2015 году с помощью космического телескопа Спитцера. "Теперь мы имеем наблюдательное подтверждение того, что это действительно имеет место".

Почему черная дыра такая тихая? Причиной может быть наблюдаемая разница в положении между самым густым газом и центральной галактикой. Это означало бы, что сверхмассивная черная дыра в центре этой галактики проголодалась без горючего. Потеря источника топлива для черной дыры предотвращает вспышки и позволяет газу охлаждаться без помех, при этом наиболее плотный газ охлаждается быстрее. Одним из объяснений этого смещения является то, что два меньших скопления галактик столкнулись в какой-то момент в прошлом, чтобы создать SpARCS1049, отдаляя самый плотный газ от центральной галактики.

Статья, описывающая эти результаты, была опубликован в "The Astrophysical Journal Letters" и доступна онлайн. Центр космических полетов НАСА им. Маршалла руководит программой «Чандра». Рентгенологический центр Смитсоновской астрофизической обсерватории управляет научными и летными операциями из Кембриджа и Берлингтона, штат Массачусетс.

* Изображение в начале статьи: X-ray: NASA/CXO/Univ. of Montreal/J. Hlavacek-Larrondo et al; Optical: NASA/STScI

Читайте еще интересные новости о космосе.

• Черные дыры