Сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик могут не только поглощать вещество и подавлять рождение звёзд, но и участвовать в обратном процессе. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством аспиранта Гарвардского центра астрофизики Пэйсина Чжу. Результаты наблюдений девяти близлежащих сейфертовских галактик показали связь между активными ядрами галактик и областями звездообразования.
Исследование проводилось с помощью Очень Большого телескопа в Чили, а данные дополнительно проверили по рентгеновским наблюдениям обсерватории «Чандра». В изученных галактиках обнаружили кольца и дуги молодых звёзд, ионизированный газ и быстрые ударные фронты. Эти структуры возникают в результате взаимодействия мощных выбросов из центральных областей с окружающими газовыми облаками и могут влиять на рост и развитие галактик.
Все девять объектов находятся на расстоянии примерно до 360 млн световых лет и относятся к сейфертовским галактикам второго типа. Их ядра питаются веществом, которое поглощают центральные сверхмассивные чёрные дыры. Такие галактики могут выглядеть обычными спиральными системами, если не анализировать излучение их центральных областей; для них также характерны яркость в инфракрасном диапазоне, узкие эмиссионные линии и менее быстрые газовые потоки по сравнению с другими сейфертовскими галактиками.
«Когда мы смогли рассмотреть их с достаточным разрешением, то увидели, что они не только поглощают вещество, но и выбрасывают его. Поступление вещества и аккреция связаны друг с другом», — сказал Чжу. Исследователи отделили зоны звездообразования от областей, где преобладают излучение чёрной дыры и возбуждение газа ударными фронтами. Кольца и дуги молодых звёзд обычно располагались на расстоянии от 0,8 до 6 килопарсеков от центра, то есть примерно от 2600 до 20 000 световых лет.
Кроме того, учёные зафиксировали конусы ионизирующего излучения, расходящиеся от ядер галактик, и быстрые ударные волны, распространяющиеся перпендикулярно этим конусам. «Самое интересное в ударных волнах то, что они всегда движутся перпендикулярно направлению выбросов, которые испускает чёрная дыра. Это очень распространённое явление, и мы постоянно наблюдаем его во всех девяти галактиках», — отметил Чжу. По словам астрофизика Лизы Кьюли, директора Центра астрофизики | Harvard & Smithsonian и научного руководителя Чжу, чёрные дыры не просто поглощают вещество в центрах галактик, а активно меняют окружающее пространство, формируя сложный цикл обратной связи.
Наблюдения близлежащих активных ядер помогают изучать процессы, которые происходили в галактиках на ранних этапах истории Вселенной. Сверхмассивные чёрные дыры проходят циклы поглощения вещества, выбросов и взаимодействия с окружающей галактикой, причём их активность может не только разрушать области звездообразования, но и поддерживать их. Учёным ещё предстоит установить, что именно запускает ударные волны — взаимодействие струй с межзвёздной средой или другие процессы, — а также определить давление, плотность газа и энергию, переносимую этими волнами; об исследовании сообщило издание Universe Today.