Астрономы говорят, что они открыли «совершеннолетие» галактик и черных дыр благодаря новым данным рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и других телескопов. Новое открытие помогает раскрыть истинную природу гигантских пузырьков газа, наблюдаемых вокруг очень молодых галактик, и проливает свет на формирование галактик и черных дыр.
Результаты, представленные Джимом Гичем из Даремского университета в Великобритании, появятся в номере от 10 июля. Астрофизический Журнал.
Около десяти лет назад астрономы обнаружили огромные резервуары газообразного водорода, которые они назвали «каплями», во время проведения исследований молодых далеких галактик. Капли ярко светятся в оптическом свете, но источник огромной энергии, необходимой для питания этого свечения, и природа этих объектов были неясны.
Основываясь на новых данных и теоретических аргументах, Гич и его коллеги показывают, что нагревание газа за счет роста сверхмассивных черных дыр и вспышек звездообразования, а не охлаждения газа, скорее всего, приводит в действие капли. Подразумевается, что капли представляют собой стадию, когда галактики и черные дыры только начинают отключать свой быстрый рост из-за этих процессов нагрева. Это критическая стадия эволюции галактик и черных дыр, известная как «обратная связь», и которую астрономы давно пытаются понять.
«Мы видим признаки того, что галактики и черные дыры внутри этих сгустков достигают совершеннолетия и теперь отталкивают падающий газ, чтобы предотвратить дальнейший рост», - сказал соавтор Брет Лемер, также из Дарема. «Массивные галактики должны пройти через такую стадию, иначе они сформируют слишком много звезд и, таким образом, окажутся смехотворно большими к сегодняшнему дню».
Чандра и ряд других телескопов, включая Спитцера, обнаружили 29 сгустков в одном большом поле в небе, получившее название «SSA22». Эти пятна размером в несколько сотен тысяч световых лет видны, когда Вселенной всего около двух миллиардов лет, или примерно 15 процентов ее нынешнего возраста.
В пяти из этих пятен данные Чандры выявили характерную сигнатуру растущих сверхмассивных черных дыр - точечного источника со светящимся рентгеновским излучением. Считается, что эти гигантские черные дыры находятся в центрах большинства галактик сегодня, включая нашу собственную. Еще три капли в этой области показывают возможные доказательства таких черных дыр. На основании дальнейших наблюдений, включая данные Спитцера, исследовательская группа смогла определить, что в некоторых из этих галактик также преобладают замечательные уровни звездообразования.
Излучение и мощные потоки из этих черных дыр и вспышек звездообразования, согласно расчетам, достаточно мощны, чтобы зажечь газообразный водород в сгустках, которые они населяют. В тех случаях, когда подписи этих черных дыр не были обнаружены, капли обычно более тусклые. Авторы показывают, что черные дыры, достаточно яркие, чтобы питать эти пятна, были бы слишком тусклыми, чтобы их можно было обнаружить, учитывая длительность наблюдений Чандры.
Помимо объяснения источника питания сгустков, эти результаты помогают объяснить их будущее. Согласно сценарию нагрева, газ в сгустках не будет охлаждаться, чтобы сформировать звезды, но добавит горячий газ, найденный между галактиками. Сам SSA22 может развиться в массивную галактическую группу.
«Вначале капли бы кормили свои галактики, но то, что мы видим сейчас, больше похоже на остатки», - сказал Гич. «Это означает, что нам придется оглянуться назад во времени, чтобы поймать галактики и черные дыры в процессе формирования из капель».
Источники / дополнительная информация: сайты Чандры в Гарварде и НАСА.
