В одной из соседних галактик обнаружено, что сверхмассивная черная дыра в её центре истощает топливо для звездообразования. Из её ядра вырываются мощные потоки перегретого газа.
Галактика VV 340a даёт нам уникальную возможность наблюдать, как черные дыры подавляют звездообразование в своих галактиках. Она находится на расстоянии около 500 миллионов световых лет от нас, что позволяет детально изучить этот процесс. Исследователи считают, что черная дыра в VV 340a выбрасывает столько вещества, что это влияет на темпы звездообразования.
Астрофизик Джастин Кадер из Калифорнийского университета в Ирвайне отмечает: «Это первый случай, когда мы видим прецессирующий радиоджет галактического масштаба, который вызывает массивный выброс коронального газа». Этот выброс значительно ограничивает звездообразование, нагревая и унося газ, необходимый для формирования звезд.
Сверхмассивные черные дыры играют ключевую роль в формировании галактик. Однако они также могут выбрасывать столько энергии, что лишают галактики вещества для звездообразования. Если галактика стала неактивной, это не значит, что она всегда была такой, но это указывает на завершение бурных, ярких периодов её молодости.
Черные дыры подавляют звездообразование через несколько механизмов, известных как «обратная связь». Это мощные струи, излучение и «черные ветры», возникающие при поглощении черной дырой материи.
Джеты представляют собой гигантские структуры, выбрасываемые из полюсов активно питающейся черной дыры. Черная дыра поглощает облака газа и пыли, которые образуют вокруг неё диск. Однако не весь этот материал попадает за горизонт событий.
Астрономы предполагают, что часть вещества отклоняется от внутреннего края диска и ускоряется вдоль магнитных линий черной дыры за пределами горизонта событий. Достигая полюсов, это вещество выбрасывается в космос с огромной скоростью, нередко составляющей значительную долю скорости света. Со временем такие выбросы формируют струи, простирающиеся на миллионы световых лет.
Струи от VV 340a простираются примерно на 20 000 световых лет в каждом направлении от черной дыры. Они состоят из нагретого ударной волной ионизированного газа. Это самые крупные и протяжённые струи такого газа из всех когда-либо обнаруженных. Обычно этот газ сосредоточен в пределах нескольких десятков парсеков от черной дыры, но в VV 340a его количество в 30 и более раз превышает обычные значения.
Интересно, что струи от VV 340a хотя и большие, но не особенно мощные по сравнению с другими астрофизическими объектами. Тем не менее, они ежегодно уносят из галактики массу, эквивалентную примерно 19,4 массам Солнца. Для сравнения, Млечный Путь каждый год производит около 3,3 масс Солнца новых звезд.
Форма двунаправленной струи VV 340a, вероятно, связана с её эффективностью в удалении газа, необходимого для звездообразования. Струя прецессирует, её вращение немного колеблется. Это придаёт ей форму спирали, а не прямой линии.
Исследователи считают, что спиральные струи VV 340a взаимодействуют с газом в галактике, нагревая его до корональных температур. Такие струи обычно наблюдаются только в старых галактиках. Однако VV 340a относительно молода и переживает процесс слияния с другой галактикой.
Это открытие показывает, что даже в молодых галактиках могут происходить неожиданные эпизоды обратной связи. Слияние галактик часто приводит к усиленному звездообразованию, так как вещество из обеих галактик подвергается ударному воздействию и сжатию. Это создаёт идеальные условия для мощного звездообразования.
Федор Шорыгин, переводчик
Подробности открытия опубликованы в журнале Science