Астрономы из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что мощные ветры, вызванные сверхмассивными черными дырами в центрах галактик-карликов, оказывают значительное влияние на эволюцию этих галактик, подавляя образование звезд.
Карликовые галактики - это маленькие галактики, которые содержат от 100 миллионов до нескольких миллиардов звезд. В отличие от них, Млечный путь имеет порядка 200-400 миллиардов звезд. Карликовые галактики являются наиболее распространенным типом галактик во Вселенной и часто вращаются вокруг больших галактик.
Команда из трех астрономов была удивлена силой обнаруженных ветров.
«Мы ожидали, что нам понадобятся наблюдения с гораздо более высоким разрешением и чувствительностью, и мы планировали получить их в качестве продолжения наших первоначальных наблюдений», - сказала Габриэла Канализо, профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете в Риверсайде, которая возглавляла исследование. «Но в первых наблюдениях мы могли четко и ясно видеть признаки ветров. Ветры были сильнее, чем мы ожидали».
Канализо объяснила, что астрономы в течение последних нескольких десятилетий подозревали, что сверхмассивные черные дыры в центрах больших галактик могут оказать глубокое влияние на то, как растут и стареют эти галактики.
«Наши результаты показывают, что влияние черных дыр в карликовых галактик может быть куда сильнее, чем в больших», - сказала она.
Результаты исследования появятся в Астрофизическом Журнале.
Исследователи, в том числе Лора В. Сэйлс, доцент кафедры физики и астрономии, и Кристина М. Манзано-Кинг, из лаборатории Канализо, использовали часть данных из Sloan Digital Sky Survey (SDSS, с англ. — «Слоуновского цифрового небесного обзора»), который отображает более 35% неба, чтобы идентифицировать 50 карликовых галактик, 29 из которых показали наличие черных дыр в их центрах. Шесть из этих 29 галактик продемонстрировали наличие ветров, в частности, высокоскоростных потоков ионизированного газа, исходящих от их активных черных дыр.
«Используя телескопы Кек на Гавайях, мы смогли не только обнаружить, но и измерить конкретные свойства этих ветров, такие как их кинематика, распределение и источник энергии», - сказала Канализо. «Мы нашли некоторые доказательства того, что эти ветры могут изменять скорость, с которой галактики могут образовывать звезды».
Манзано-Кинг, первый автор исследования, объяснила, что многие оставшиеся без ответа вопросы об эволюции галактик можно понять, изучая карликовые галактики.
«Большие галактики часто образуются в ходе слияние карликовых галактик», - сказала она. «Карликовые галактики, следовательно, полезны для понимания того, как развиваются галактики вообще. Карликовые галактики маленькие, потому что после своего образования они каким-то образом избегают слияния с другими галактиками. Таким образом, они служат окаменелостями, раскрывая то, на что была похожа среда ранней Вселенной».
Манзано-Кинг объяснила, что когда материал падает в черную дыру, он нагревается из-за трения и сильных гравитационных полей и выделяет радиационную энергию. Эта энергия выталкивает окружающий газ наружу из центра галактики в межгалактическое пространство.
«Интересно то, что эти ветры выталкиваются активными черными дырами в шести карликовых галактиках, а не звездными процессами, такими как сверхновые», - сказала она. «Как правило, ветры, управляемые звездными процессами, распространены в карликовых галактиках и являются доминирующим процессом для регулирования количества газа, доступного в карликовых галактиках для формирования звезд».
Астрономы подозревают, что когда дует такой ветер, исходящий из черной дыры, он сжимает газ впереди себя, что может увеличить шансы на образование звезд. Но если весь ветер будет изгнан из центра галактики, газ станет недоступен, и звездообразование может уменьшиться. Последнее, по-видимому, является тем, что происходит в шести карликовых галактиках, идентифицированных исследователями.
«В этих шести случаях ветер оказывает негативное влияние на формирование звезд», - сказали ученые. «Теоретические модели формирования и эволюции галактик не включают влияние черных дыр в карликовых галактиках. Однако мы видим свидетельства подавления звездообразования в этих галактиках. Наши результаты показывают, что модели формирования галактик должны включать черные дыры как важные, если не доминирующие, регуляторы звездообразования в карликовых галактиках".
Далее исследователи планируют изучить массу и импульс истечения газа в карликовых галактиках.
Источник: https://phys.org/news/2019-10-black-holes-stunt-growth-dwarf.html