Астрономы из Калифорнийского университета обнаружили, что мощные ветры, вызванные сверхмассивными черными дырами в центрах галактик-карликов, оказывают значительное влияние на эволюцию этих систем, подавляя образование звезд.
Карликовые галактики - это маленькие галактики, содержащие от 100 миллионов до нескольких миллиардов звезд. Млечный путь, с другой стороны, имеет 200-400 миллиардов звезд. Карликовые галактики являются наиболее распространенным типом галактик во вселенной и часто вращаются вокруг больших галактик.
«Мы ожидали, что нам понадобятся наблюдения с гораздо более высоким разрешением и чувствительностью, и планировали получить их как продолжение наших первоначальных наблюдений». Тем не менее, мы видели признаки сильно и ясно в первоначальных наблюдениях. Ветры были сильнее, чем мы ожидали", - сказала Габриэла Канализо, профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете в Риверсайде, которая возглавляла исследовательскую группу.
Канализо объяснил, что астрономы в течение нескольких десятилетий подозревали, что сверхмассивные черные дыры в центрах больших галактик могут оказать глубокое влияние на то, как галактики растут и стареют.
«Наши результаты теперь показывают, что их эффект может быть столь же драматичным, если не больше, в карликовых галактиках», - сказала она.
Исследователи использовали некоторые данные из обзора SDSS (Sloan Digital Sky Survey), который отображает более 35% неба, для идентификации 50 карликовых галактик, 29 из которых имели признаки черных дыр в своих центрах. Шесть из этих 29 галактик продемонстрировали наличие галактического ветра - в частности высокоскоростных потоков ионизированного газа - из их активных черных дыр.
«Используя телескопы Кека на Гавайях, мы смогли не только обнаружить, но и измерить специфические свойства этих ветров, такие как их кинематика, распределение и источник энергии - это было сделано впервые. Мы нашли доказательства того, что эти ветры могут изменяться со скоростью, с которой галактики могут образовывать звезды», - сказала Канализо.
Кристина Манзано-Кинг, первая автор исследования, объяснила, что, изучая карликовые галактики, мы можем решить многие вопросы об эволюции галактик, которые остаются без ответа.
«Большие галактики часто образуются, когда карликовые галактики сливаются друг с другом. Поэтому они полезны для понимания эволюции галактик. Карликовые галактики маленькие, потому что они каким-то образом избегали слияния с другими галактиками после. В результате они служат "окаменелостями", показывая то, на что была похожа галактическая среда ранней Вселенной. Карликовые галактики - самые маленькие галактики, в которых мы впервые видим ветры - газ течет со скоростью до 1000 км/с ", - сказала Мансано-Кинг.
Манзано-Кинг объяснила, что, когда вещество падает в черную дыру, оно нагревается из-за трения и сильных гравитационных полей и выделяет энергию излучения. Эта энергия выталкивает окружающий газ из центра галактики в межгалактическое пространство.
«Интересно, что в шести карликовых галактиках эти ветры выталкиваются активными черными дырами, а не звездными процессами, такими как сверхновые. Как правило, звездные ветры распространены в карликовых галактиках и являются доминирующим процессом для регулирования количества образующегося в них газа с образованием звезд», - сказала она.
Астрономы подозревают, что когда ветер исходит из черной дыры, он сжимает газ, что может может способствовать образованию звезд. Но если весь ветер будет изгнан из центра галактики, газ станет недоступен, и образование звезд может уменьшиться. Последний сценарий, по-видимому, встречается в шести карликовых галактиках, которые определили исследователей.
«В этих шести случаях ветер отрицательно влияет на формирование звезд. Теоретические модели создания и эволюции галактик не учитывают влияние черных дыр в карликовых галактиках. Однако мы видим свидетельства подавления звездообразования в этих системах. Наши результаты показывают, что модели формирования галактик должны включать черные дыры как важные, если не доминирующие, регуляторы звездообразования в них", - сказала Лора Сэйлс.
Затем исследователи планируют изучить массу и импульс истечения газа в карликовых галактиках.
«Это будет лучше информировать теоретиков, которые полагаются на такие данные для построения моделей. Эти модели, в свою очередь, учат астрономов-наблюдателей, как ветры влияют на карликовые галактики. Мы также планируем систематически искать более крупную выборку SDSS, чтобы идентифицировать карликовые галактики с истечением из активных черных дыр», - сказал Мансано-Кинг.
Больше:
https://news.ucr.edu/articles/2019/10/11/black-holes-stunt-growth-dwarf-galaxies
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4197
Источник: Калифорнийский университет