Джеты черных дыр контролируют процесс циркуляции галактического газа

Две группы астрофизиков, занимавшиеся исследованием крупных эллиптических галактик, независимо друг от друга обнаружили, что сверхмассивные черные дыры в их центрах контролируют процесс «круговорота» галактического газа и выступают активными участниками процесса звездообразования.

Анализ большого объема фотографий эллиптических галактик, полученных Хабблом и другими телескопами в ультрафиолетовом диапазоне света, позволил выявить ряд закономерностей у большинства изучаемых объектов. Несмотря на «преклонный» возраст галактик в них до сих пор продолжается активный процесс формирования звезд, причем в идентичных участках - вдоль джетов - высокоэнергетических потоков вещества, возникающих в результате взаимодействия мощнейших магнитных полей черных дыр с окружающими их аккреационными дисками. Вдоль этих потоков ученые обнаружили множество молодых горячих голубых звезд, строительным материалом для которых, вероятно, было вещество поставленное релятивистскими струями.

джет черной дыры

Фотография гигантского джета, выбрасываемого из эллиптической галактики M87. Фото: НАСА / Телескоп Хаббл.

Кроме того, сверхмассивные черные дыры, в частности их джеты по всей видимости контролируют процесс циркуляции галактического газа. Высокоэнергетические струи разогревают газ в области гало, тем самым повышая скорость его движения к галактическому центру. Достигнув центра, часть газа вновь подхватывается джетами и выбрасывается во внешние области галактики. Круг замыкается. Это допущение было подтверждено в ходе множественных компьютерных симуляций.

Чтобы лучше понять этот масштабный механизм, можно провести аналогию с круговоротом воды на Земле. Гало галактики - это атмосфера, газ окружающий черную дыру - это вода, а джеты - это молнии, бьющие в воду и испаряющие ее. Джеты уносят газ от центра галактики, но часть его охлаждается, собирается в сгустки и опять притягивается к центру, выпадая на него словно «дождь».

Рассказала Меган Донахью (Megan Donahue) из Мичиганского государственного университета.

Джеты черных дыр контролируют процесс циркуляции галактического газа

Вверху: Фактические наблюдения плотности газа в центральных частях двух галактик. Внизу: Компьютерное моделирование очагов формирования звезд показывают, как газ, притягивающийся к центру галактик находится под контролем струй центральных черных дыр.

Данное исследование астрофизиков способно объяснить два вопроса, на которые ученые уже долгое время не могут найти ответов. Во-первых, становится понятно почему формирование звезд во многих эллиптических галактиках идет активнее и быстрее, чем это предполагают стандартные модели эволюции. Во-вторых, понятно почему галактики не могут превратить весь имеющийся в их распоряжении газ в звезды.

Детально о работе ученых сообщает Astronomy Magazine.

Евгений Мартыненко