Пассивная черная дыра провоцирует скоростное образование звезд

Астрономы обнаружили, что может случиться, когда гигантская черная дыра не вмешивается в жизнь скопления галактик. Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра НАСА и другие телескопы, они показали, что поведение пассивной черной дыры может объяснить замечательный поток звездообразования, происходящий в отдаленном скоплении галактик.

Кластеры галактик содержат сотни или тысячи галактик, пронизанных горячим газом, излучающим рентгеновские лучи, который превышает общую массу всех галактик. Выбросы материала, питаемого сверхмассивной черной дырой в центральной галактике скопления, обычно препятствуют охлаждению этого горячего газа с образованием огромного количества звезд. Это нагревание позволяет сверхмассивным черным дырам влиять или контролировать активность и эволюцию кластера-хозяина.

черная дыра и образование звезд
Фото: X-ray: NASA/CXO/Univ. of Montreal/J. Hlavacek-Larrondo et al; Optical: NASA/STScI

Но что произойдет, если эта черная дыра перестает быть активной? Галактический кластер SpARCS104922.6 + 564032.5 (для краткости SpARCS1049), расположенный на расстоянии 9,9 миллиардов световых лет от Земли, дает один из ответов.

Основываясь на наблюдениях космического телескопа Хаббла НАСА и космического телескопа Спитцера, астрономы ранее обнаружили, что за год в SpARCS1049 с необычайной скоростью около 900 звезд, сопоставимых по массе с Солнцем. Это более чем в 300 раз быстрее, чем скорость, с которой наша галактика, Млечный Путь, формирует свои звезды. Так, при скорости, наблюдаемой в SpARCS1049, все звезды в Млечном Пути могли бы образоваться всего за 100 миллионов лет, что является коротким периодом по сравнению с возрастом нашей Галактики, превышающим десять миллиардов лет.

«Это напоминает мне старое выражение «Когда кошка исчезнет, ​​мыши будут играть, — заметила Джули Хлавасек-Ларрондо из Университета Монреаля в Канаде, которая возглавляла исследование. — Здесь кошка, или черная дыра, тихая, а мыши или звезды очень активны».

Это яростное звездообразование происходит на расстоянии около 80 тысяч световых лет от центра SpARCS1049 в области за пределами любой из галактик скопления. Астрономы спрашивают: что вызывает этот потрясающий цикл рождения звезд?

Ответ может прийти из новых данных Chandra, раскрывающих поведение горячего газа в SpARCS1049. В большей части кластера температура газа составляет около 65 миллионов градусов. Однако в месте звездообразования газ плотнее, чем в среднем, и остыл до температуры всего около 10 миллионов градусов. Присутствие этого более холодного газа предполагает, что другие необнаруженные газовые резервуары охладились до еще более низких температур, которые позволяют формироваться огромному количеству звезд.

«Без черной дыры, активно перекачивающей энергию в окружающую среду, газ может достаточно остыть, чтобы могла произойти такая впечатляющая скорость звездообразования, — отметил соавтор исследования Картер Рея, также из Университета Монреаля. — Такая черная дыра может быть решающим способом формирования звезд в ранней Вселенной».

Хотя существует множество примеров, когда энергия, инжектируемая черными дырами в окружающую среду, ответственна за снижение скорости звездообразования в десятки или тысячи или более раз, эти скопления обычно находятся всего в нескольких сотнях миллионов световых лет от Земли и намного старше, чем SpARCS1049.

В случае SpARCS1049 астрономы не видят никаких признаков того, что сверхмассивная черная дыра в центральной галактике активно притягивает вещество. Например, нет никаких свидетельств того, что струя материала, вылетающая из черной дыры на радиоволнах, или источник рентгеновского излучения из середины галактики указывают на то, что вещество нагревалось при падении в сторону черной дыры.

«Многие астрономы думали, что без вмешательства черной дыры образование звезд вышло бы из-под контроля, — сказала соавтор Трейси Уэбб из McGill, которая впервые обнаружила SpARCS1049 в 2015 году с помощью космического телескопа Спитцер НАСА. — Теперь у нас есть наблюдательное доказательство того, что это действительно то, что имеет место».

Почему черная дыра такая тихая? Наблюдаемая разница в положении между самым плотным газом и центральной галактикой может быть причиной данного явления. Это будет означать, что сверхмассивная черная дыра в центре этой галактики испытывает недостаток топлива. Потеря источника топлива для черной дыры предотвращает выбросы и позволяет газу охлаждаться без препятствий, причем наиболее плотный газ охлаждается быстрее всего. Одним из объяснений этого смещения является то, что два небольших скопления галактик столкнулись в некоторой точке в прошлом, чтобы создать SpARCS1049, отодвинув самый плотный газ от центральной галактики.

Realme планирует выпустить смартфоны и AIoT с 5G и удешевить их, а еще стало известно, что Киевскую область покроют 4G быстрее всех.

По исследованию космоса: Марсоход Perseverance получил своего земного близнеца, а Хаббл увидел край звездного взрыва.

-->