Астрономы получили свидетельства того, что узкие струи раскалённой плазмы, выбрасываемые сверхмассивными чёрными дырами, способны воздействовать на газ далеко за пределами видимой части галактик. Исследование под руководством Санчайиты Бортакур из Университета штата Аризона и Намраты Рой из Исследовательского института Рамана опубликовано в Astrophysical Journal Letters.
Речь идёт о циркумгалактической среде — огромном резервуаре холодного плотного газа, окружающем крупные галактики, включая Млечный Путь. Она простирается примерно в 10–20 раз дальше видимых границ галактики. Остывая и перемещаясь к центру, этот газ может собираться в плотные облака и становиться материалом для новых звёзд.
Наличие такого запаса долгое время оставалось для астрономов загадкой: почему галактики не формируют гораздо больше звёзд? Учёные предполагали, что некий процесс мешает газу остывать и падать внутрь. По словам Бортакур, работа помогает объяснить, как чёрные дыры влияют на галактики, звёзды и условия, связанные с возникновением жизни.
Исследователи изучили активные чёрные дыры, создающие мощные джеты — узкие потоки быстро движущейся горячей плазмы. Для поиска их воздействия на окружающий газ команда объединила данные сотен галактик из обзора DESI (спектроскопического инструмента для изучения тёмной энергии) с радионаблюдениями LOFAR Two-meter Sky Survey (радиообзора LOFAR на длине волны два метра). Учёные искали слабое свечение H-альфа, возникающее при ионизации водорода.
При усреднении наблюдений по всем направлениям сигнал оставался слабым, однако вдоль осей радиоджетов становился значительно ярче. Это указывает, что газ светится не равномерно вокруг галактики: струя действует скорее как направленный луч, ионизируя вещество на своём пути. Особенно сильное свечение обнаружили в двух областях — рядом с галактикой, где джет впервые сталкивается с циркумгалактической средой, и у её внешнего края, где поток, вероятно, передаёт значительную часть энергии.
Намрата Рой сравнила масштаб этого воздействия с влиянием очень маленького объекта на расстоянии в сотни или тысячи километров. Проверка по линии поглощения магния показала, что более холодный газ распределён вокруг галактик гораздо равномернее и не связан с направлением джетов. При этом струи нагревают и ионизируют вещество вдоль своего движения, из-за чего оно начинает светиться в H-альфа. Такой процесс способен мешать газу остывать и возвращаться к галактике, сокращая запас материала для рождения новых звёзд и со временем переводя галактику в более спокойное состояние с низкой звездообразовательной активностью.