Астрономы получили новые свидетельства того, что струи, выбрасываемые сверхмассивными чёрными дырами, способны заметно менять развитие целых галактик. Исследование провели специалисты Университета штата Аризона и Индийского института Рамана. Его результаты показывают, что такие выбросы могут как запускать образование звёзд, так и препятствовать ему.
Учёные изучили окологалактическую среду — огромные оболочки газа, окружающие многие галактики, включая Млечный Путь. Их размеры иногда в 10–20 раз превышают видимую часть галактики. Этот резервуар обычного, или барионного, вещества служит источником материала для будущих звёзд: газ постепенно перемещается к галактике и под действием гравитации собирается в плотные области.
Для работы Санчита Бортхакур из Университета штата Аризона и Намрата Рой из Индийского института Рамана сопоставили данные по сотням галактик с активными струями. Наблюдения получили в рамках обзора DESI, выполненного на 4-метровом телескопе Мейолла в Аризоне, а сведения о радиоизлучении взяли из европейского обзора LOFAR Two-meter Sky Survey. Исследователи искали вдоль направлений струй характерные признаки ионизированного водорода, включая излучение H-альфа.
Наиболее сильные сигналы обнаружили именно по осям радиоизвержений. Это указывает на нагрев газа вдоль траекторий струй, особенно в местах их столкновения с окологалактической средой и далее, по мере распространения выбросов. Ударные фронты и высвобождение энергии могут подсвечивать газовые облака и сжимать их, вызывая вспышки звездообразования, либо разрушать газовые запасы и подавлять рождение новых звёзд.
Активные галактические ядра, или ядра галактик с работающей чёрной дырой и струями, способны влиять на вещество на расстояниях в сотни тысяч световых лет. «Что меня больше всего восхищает, так это масштаб этой связи. Чёрная дыра невероятно мала по сравнению с галактикой, но её воздействие может достигать сотен тысяч световых лет, далеко за пределами внешних областей галактики. Струя переносит энергию наружу, и газ вдоль её пути начинает светиться», — сказала Рой. По её словам, возникает и более общий вопрос: «Как нечто настолько маленькое может энергетически воздействовать на нечто настолько огромное?»
Релятивистские струи формируются парами, когда раскалённое вещество вращается вблизи чёрной дыры и часть энергии направляется наружу в виде узких быстрых потоков. Они излучают в разных диапазонах, в том числе в радиодиапазоне, поэтому их можно изучать с помощью радио-, рентгеновских и других наблюдений. Дальнейшее моделирование вместе с новыми данными DESI и LOFAR должно помочь точнее понять, как эти выбросы меняют окологалактические газовые оболочки и влияют на темпы роста галактик; об исследовании сообщило издание Universe Today.