Nature Astronomy: Черная дыра способна «морить голодом» галактику-хозяина

С помощью космического телескопа James Webb астрономы подтвердили, что сверхмассивные чёрные дыры могут лишать галактики топлива для образования новых звёзд.

Учёные из Кембриджского университета наблюдали с помощью «Вебба» галактику размером с Млечный Путь в ранней Вселенной. В ней почти перестали образовываться новые звёзды. Как и большинство крупных галактик, она имеет сверхмассивную чёрную дыру в своём центре.

Ранее мы наблюдали, что в этой галактике образуется мало звёзд. Мы предполагаем, что это связано с чёрной дырой. Однако до появления телескопа «Джеймс Уэбб» у нас не было достаточно данных, чтобы подтвердить эту связь и понять, временное это явление или постоянное, — рассказал соавтор исследования доктор Франческо Д'Эудженио из Кембриджского института космологии имени Кавли.

Учёные обнаружили галактику, которую назвали GS-10578 или «Галактикой Пабло». Её масса в 200 миллиардов раз больше массы Солнца. Большинство звёзд этой галактики образовались примерно 12,5–11,5 миллиардов лет назад.

Профессор Роберто Майолино из Института космологии Кавли отмечает, что массивные галактики во Вселенной обычно формируются рано. Поэтому особенно интересно наблюдать такую развитую галактику в ранней Вселенной. Вероятно, процесс, остановивший образование звёзд в этой галактике, произошёл довольно быстро.

С помощью «Уэбба» учёные выяснили, что эта галактика выбрасывает большое количество газа со скоростью около 1000 километров в секунду. Это достаточно быстро, чтобы избежать гравитационного притяжения галактики.

Быстродвижущиеся ветры «выталкиваются» из галактики чёрной дырой. В галактике Пабло есть быстро вылетающие ветры горячего газа, но эти газовые облака непрочны и имеют небольшую массу. „Вебб“ обнаружил новый компонент ветра, который не был виден с помощью более ранних телескопов. Этот газ холоднее, плотнее и не излучает свет. Благодаря повышенной чувствительности „Вебб“ может видеть тёмные газовые облака, потому что они блокируют часть света от галактики, расположенной за ними.

Чёрная дыра в этой галактике не даёт ей образовывать новые звёзды. Из-за этого галактика «голодает». Об этом открытии сообщили в журнале Nature Astronomy.

Учёные говорят, что чёрная дыра «убивает» галактику, лишая её источника „пищи“, необходимой для формирования звёзд. Хотя раньше учёные предполагали, что чёрные дыры могут влиять на галактики таким образом, до появления телескопа „Джеймс Уэбб“ это не удавалось доказать.

Более ранние модели предсказывали, что прекращение звёздообразования может разрушать форму галактик. Однако звёзды в этой дискообразной галактике движутся упорядоченно, а значит, это происходит не всегда.

С помощью «Уэбба» мы сможем подтвердить, что чёрные дыры влияют на галактики и могут останавливать звездообразование. Это ещё раз показывает, насколько „Уэбб“ продвинул нас в изучении ранней Вселенной и её эволюции.

Используя ALMA, мы узнаем больше о звездообразовании в галактиках: есть ли для него топливо и где оно скрыто, а также как влияет на процесс сверхмассивная чёрная дыра.

16.09.2024