full screen background image

Супермассивные черные дыры управляют звездообразованием в больших галактиках

Молодые галактики вспыхивают с яркими новыми звездами, формирующимися быстрыми темпами, но звездообразование в конечном итоге прекращается по мере развития галактики. Новое исследование, опубликованное 1 января 2018 года в Природе, показывает, что масса черной дыры в центре галактики определяет, как скоро произойдет это «тушение» звездообразования.

 

Каждая массивная галактика имеет центральную сверхмассивную черную дыру, более чем в миллион раз более массивную, чем солнце, что свидетельствует о ее присутствии благодаря ее гравитационным эффектам на звезды галактики и иногда питает энергичное излучение от активного галактического ядра (AGN). Считается, что энергия, вытекающая из галактики из активного галактического ядра, отключает звездообразование путем нагревания и рассеивания газа, который в противном случае конденсируется в звезды при его охлаждении.

 

Эта идея существует уже несколько десятилетий, и астрофизики обнаружили, что моделирование эволюции галактики должно включать обратную связь от черной дыры, чтобы воспроизвести наблюдаемые свойства галактик. Но наблюдательных свидетельств о связи между сверхмассивными черными дырами и звездообразованием до сих пор не хватало.

 

Новые результаты показывают непрерывное взаимодействие активности черной дыры и звездообразования в течение всей жизни галактики, влияя на каждое поколение звезд, сформированных по мере развития галактики.

 

Под руководством первого автора Игнасио Мартина-Наварро, докторанта в UC Santa Cruz, исследование сосредоточилось на массивных галактиках, для которых масса центральной черной дыры была измерена в предыдущих исследованиях, анализируя движения звезд вблизи центра галактики , Чтобы определить истории звездообразования галактик, Мартин-Наварро проанализировал детализированные спектры их света, полученные с помощью массажного галактического обзора телескопа Хобби-Эберли.

Когда он сравнивал истории звездообразования галактик с черными дырами разных масс, он обнаружил поразительные различия. Эти различия только коррелировали с массой черных дыр, а не с галактической морфологией, размером или другими свойствами.

 

«Для галактик с одинаковой массой звезд, но с различной массой черных дыр в центре, галактики с большими черными дырами были закалены раньше и быстрее, чем те, у которых были более мелкие черные дыры. Таким образом, звездообразование продолжалось дольше в тех галактиках с меньшими центральными черными дырами, — сказал Мартин-Наварро.

 

Другие исследователи без успеха добились корреляции между звездообразованием и яркостью активных галактических ядер. Мартин-Наварро сказал, что это может быть связано с тем, что временные масштабы настолько различны, что звездообразование происходит в течение сотен миллионов лет, а вспышки от активных галактических ядер происходят в течение более коротких периодов времени.

 

Супермассивная черная дыра только светящаяся, когда она активно поглощает материю из внутренних областей ее галактики. Активные галактические ядра сильно варьируются, и их свойства зависят от размера черной дыры, скорости аккреции нового материала, падающего на черную дыру, и других факторов.

 

«Мы использовали маску черных дыр в качестве прокси-сервера для энергии, передаваемой в галактику с помощью AGN, потому что аккреция в более массивные черные дыры приводит к более энергичной обратной связи от активных ядер галактик, что ускорит образование звезд быстрее», — объяснил Мартин-Наварро.

 

Точный характер обратной связи от черной дыры, которая утоляет звездообразование, остается неопределенным, по словам соавтора Аарона Романовского, астронома в Университете штата Сан-Хосе и обсерваториях UC.

 

«Существуют различные способы, по которым черная дыра может вывести энергию в галактику, а теоретики имеют всевозможные идеи о том, как происходит тушение, но предстоит сделать еще больше, чтобы соответствовать этим новым наблюдениям в моделях», — сказал Романовский.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *