Празднуя 4 июля, американцы наслаждались ослепляющими огнями и громоподобными ударными волнами от взорвавшихся фейерверков. Аналогичное событие наблюдалось в галактике космическим телескопом Спитцер, рентгеновской обсерваторией Чандра и космическим телескопом Гершеля в галактике.
Энергетические струи, выдуваемые из центральной черной дыры внутри M106, нагревают материю в галактике, заставляя ее «светиться», как фейерверк. Струи также питают ударные волны, выбрасывающие газ из галактики. Этот газ питает производство новых звезд. Согласно новому исследованию, считается, что ударные волны нагрели и выбросили 2/3 газа из центра M106. С уменьшенной способностью рождать новые звезды M106, кажется, превращается в пустыню, так называемую линзовидную галактику, полную старых красных звезд. Линзообразные галактики представляют собой плоские диски без видимых спиральных рукавов.
«Струи из черной дыры внутри M106 оказывают огромное влияние на газ, важный для звездообразования в этой галактике. Этот процесс может в конечном итоге превратить спиральную галактику M106 в линзовидную галактику, лишив ее сырья для производства новых звезд, сказал Патрик Огл, астрофизик из Центра обработки и анализа инфракрасного излучения Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Многие галактики имеют черную дыру в центре, которая активно «питается» близлежащим газом. Некоторая часть материи, обращенная к черной дыре, сильно ускоряется и быстро выбрасывается в виде отдельных струй вблизи ее полюсов. Будучи одним из ближайших соседей Млечного Пути, M106 предоставляет прекрасную возможность исследовать эти могучие потоки. M106, также известная как NGC 4258, находится в 23,5 миллионах световых лет от нас и видна в созвездии Гончих.
В новом исследовании ученые использовали данные космического телескопа Спитцер, который ведет наблюдения в инфракрасном свете. Количество данных на карте инфракрасного света испускается нагретыми молекулами водорода в M106, что означает, что они исходят из центральной черной дыры, которая питает окружающий галактический диск. В частности, Спитцер видел водород, нагретый в двух загадочных спиральных рукавах, которыми славится M106. Эти рукава не похожи на типичные спиральные галактики, заполненные звездами, такие как наш Млечный Путь. В предыдущем исследовании телескопов Спитцер и Чандра ученые обнаружили, что двойные струи из черной дыры создали аномальные рукава, содержащие газ, нагретый до миллионов градусов, светящийся в рентгеновских лучах, обнаруженных телескопом Чандра.
Во внутренних частях аномальных спиральных рукавов инфракрасные изображения со «Спитцера» показали, что молекулы водорода, эквивалентные 10 миллионам солнечных масс, нагреваются от -28 до +760 градусов по Цельсию ударными волнами. Без ударных волн этот газ был бы холоднее. Из прямого сравнения фотографий со Спитцера и Чандры Огле и его коллеги увидели, что существует тесная связь между газом, нагретым до миллионов градусов, как его видел Чандра, и большей плотностью водорода, нагретого до нескольких сто градусов, как видел Спитцер. Струя окружена коконом сверхгорячего газа, который направляет ударные волны на окружающие молекулы водорода, как если бы запускал фейерверки. Затем молекулы водорода нагреваются, излучая инфракрасный свет, который регистрирует Спитцер.
«Относительно большое количество выбросов молекул газа по сравнению с выбросами пыли подтверждает, что турбулентность, вызванная ударными волнами от струй черной дыры, нагревает молекулы газа», — сказал Филип Эпплтон из Научного центра Гершеля НАСА в Калифорнийском технологическом институте.
Спитцер и Гершель также смогли оценить уровень активности звездообразования в центральной области M106. Скорость звездообразования во внутренних зонах M106 будет продолжать замедляться, поскольку джеты выбрасывают весь газ из галактического центра, превращая M106 в линзовидную галактику.
«Наши результаты показывают, что струи черных дыр могут оказать существенное влияние на эволюцию их родительских галактик, в конечном итоге стерилизуя их и лишая их газа, необходимого для звездообразования», — сказал Огл.
