Черная дыра питает маленькие звезды на расстоянии в миллионы световых лет
AstroNews.ru - 26 Ноября 2019 22:03:24
Черные дыры славятся свой мощью и возможностью разрывать объекты, в том числе и звезды. Но теперь астрономы обнаружили черную дыру, которая, возможно, спровоцировала рождение звезд на ошеломляющем расстоянии и сразу в нескольких галактиках.
Если это утверждение подтвердится, это открытие, сделанное с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и других телескопов, представит самый широкий охват, когда-либо виденный для черной дыры, выступающей в роли звездного пускового стартера. Черная дыра, кажется, усилила звездообразование на расстоянии более чем одного миллиона световых лет.
«Это первый раз, когда мы видим, как одна черная дыра ускоряет рождение звезд более чем в одной галактике за один раз», - сказал Роберто Джилли из Национального института астрофизики (INAF) в Болонье, Италия, ведущий автор исследования, описывающий открытие. «Удивительно думать о том, что черная дыра одной галактики может повлиять на то, что происходит в других галактиках за миллионы триллионов километров отсюда».
Черная дыра – это чрезвычайно плотный объект, из которого не может вырваться свет. Огромная гравитация черной дыры притягивает окружающий газ и пыль, но частицы из небольшого количества этого материала также могут катапультироваться почти со скоростью света. Эти быстро движущиеся частицы образуют два узких луча или «струи» возле полюсов черной дыры.
Сверхмассивная черная дыра, за которой ученые наблюдали в новом исследовании, расположена в центре галактики на расстоянии в 9,9 миллиардов световых лет от Земли. Эта галактика имеет по крайней мере семь соседних галактик, согласно наблюдениям Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории и Большого Бинокулярного Телескопа (LBT).
Используя очень большой массив «Карла Янского Национального научного фонда», ученые ранее обнаружили радиоволновое излучение струи высокоэнергетических частиц длиной около миллиона световых лет. Струю можно проследить до сверхмассивной черной дыры, которую Чандра обнаружила в качестве мощного источника рентгеновского излучения, создаваемого горячим газом, циркулирующим вокруг черной дыры. Джилли и его коллеги также обнаружили рассеянное облако рентгеновского излучения, окружающее один конец радиоструй. Это рентгеновское излучение, скорее всего, происходит от гигантского пузырька горячего газа, нагретого взаимодействием энергичных частиц в радиоструе с окружающей материей.
Когда горячий пузырь расширился и пронесся через четыре соседние галактики, он мог создать ударную волну, которая сжимала холодный газ в галактиках, вызывая образование звезд. Все четыре галактики находятся примерно на одинаковом расстоянии около 400 000 световых лет от центра пузыря. По оценкам авторов, скорость звездообразования примерно в два-пять раз выше, чем у типичных галактик с одинаковыми массами и расстоянием от Земли.
«История короля Мидаса говорит о его волшебном прикосновении, которое может превратить металл в золото», - сказал соавтор Марко Миньоли, также из INAF в Болонье, Италия. «Здесь мы имеем дело с черной дырой, которая помогла превратить газ в звезды, и ее охват является межгалактическим».
Астрономы видели много случаев, когда черная дыра воздействует на окружающую среду через «отрицательную обратную связь», другими словами, ограничивая образование новых звезд. Это может произойти, если струи черной дыры впрыскивают столько энергии в горячий газ галактики или скопления галактик, что газ не может остыть настолько, чтобы образовалось большое количество звезд.
В этой недавно обнаруженной коллекции галактик астрономы нашли менее распространенный пример «положительно обратной связи», где эффекты черной дыры усиливают звездообразование. Более того, когда астрономы ранее сталкивались с положительно обратной связью, это либо приводило к увеличению скорости звездообразования на 30% или менее, либо это происходило в масштабах всего от 20 000 до 50 000 световых лет в соседней галактике-компаньоне. Положительная или отрицательная обратная связь зависит от тонкого баланса между скоростью нагрева и скоростью охлаждения облака. Это связано с тем, что облака, которые изначально более холодные при столкновении с ударной волной, более склонны испытывать положительные отзывы, и формируют больше звезд.
«Черные дыры имеют заслуженную репутацию сильного и смертоносного явления, но не всегда это так», - сказал соавтор Алессандро Пека, ранее работавший в INAF в Болонье, а теперь он является доктором философии и аспирантом в университете Майами.
Исследователи использовали в общей сложности шесть дней наблюдений с помощью телескопа Чандра, которые затем затянулись на пять месяцев.
«Только благодаря этому очень глубокому наблюдению мы увидели пузырь горячего газа, образованный черной дырой", - сказал соавтор Колин Норман из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. "Нацеливаясь на объекты, подобные этому, мы можем обнаружить, что положительная обратная связь очень распространена при формировании групп и скоплений галактик».
Статья, описывающая эти результаты, была опубликована в последнем выпуске журнала Astronomy and Astrophysics.