Уже давно астрономы предполагали, что черные дыры с большой массой в центрах галактик играют важную роль в развитии и росте последних. Но как выглядит такое влияние, оставалось неясным. И вот теперь ученые при замерах близлежащих галактик открыли впечатляющую зависимость: чем больше черная дыра, тем сильнее происходит начальное звездообразование, но и тем раньше и быстрее оно снова затормаживается.
Черная дыра. Иллюстрация NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital
Будь то наш Млечный путь или другая массивная галактика: каждое из таких больших скоплений звезд имеет в своем центре сверхмассивную черную дыру, имеющую массу в миллионы солнц. Хотя сами эти космические гиганты остаются невидимыми, их гравитация определяет движение звезд и самой галактики. В некоторых галактиках к тому же черная дыра поглощает активную материю и создает, будучи галактическим ядром, сильное излучение и потоки частиц. Но в какой-то момент астрономы заметили некоторую корреляцию. Массы расположенной в центре черной дыры и окружающей этот центр галактики представляются пропорциональными друг другу: чем большую массу имеет черная дыра, тем больше звезд содержится в этой галактике. Такая корреляция дает повод предположить, что между обоими аспектами должна существовать каузальная зависимость.
Но в какой форме? Контролирует ли черная дыра рост галактики? Или же галактика каким-то образом ограничивает массу своего центрального объекта? «Мы встроили такую обратную связь в нашу модель, не зная на самом деле, что чему предшествует», - объясняет соавтор исследования Джин Броди из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. - «Ибо нам до сего времени недоставало непосредственных подтверждений подобной коэволюции сверхмассивных черных дыр и их галактик». В процессе своей работы астрономы проанализировали световые спектры звезд в 74 галактиках в ближнем космосе с известными массами их центральных черных дыр. А уже на основе спектров они смогли путем реконструкции определить, насколько стары эти звезды, а также как происходил процесс звездообразования в этих галактиках.
Подавленное звездообразование
Изучение открыло ученым поразительную зависимость. Чем более массивной является черная дыра в галактике, тем сильнее было звездообразование в начальной ее фазе, но и затормаживалось оно тоже быстрее и намного раньше. Поэтому в среднем эти галактики с особо массивными черными дырами достигали 99 процентов своей окончательной массы примерно на четыре миллиарда лет раньше, чем галактики, центры которых были меньшими по размерам. «У галактик с центральными черными дырами с наибольшими массами процесс звездообразования завершался скорее и значительно раньше, чем в галактических образованиях с небольшими черными дырами», - говорит инициатор проекта Игнасио Мартин-Наварро из того же университета. - «И такая зависимость действительна для всех поколений звезд на протяжении жизни галактики». Как объясняют астрономы, это стало первым наблюдаемым доказательством воздействия черных дыр на развитие галактик.
Но вот в какой же форме влияет черная дыра на звездообразование, остается пока что неясным. «Можно предположить различные варианты, в соответствии с которыми черная дыра способна высвобождать свою энергию в галактику. У теоретиков же имеется множество идей на тему, как происходит торможение образования и развития звезд», - рассказывает еще один соавтор Аарон Романовски из государственного университета Сан-Хосе. Астрономы предполагают, что решающую роль при этом могут играть активные фазы расположенной в галактическом центре черной дыры. Ведь если такое активное ядро галактики всасывает огромное количество материи, это ведет к изменениям его космического окружения, что может воздействовать на звездообразование.
0
