Большинство галактик имеет в своем ядре сверхмассивную черную дыру с массой, превышающей миллион солнечных масс. Важной, но до сих пор не решенной проблемой образования и развития галактик, представляется роль, которую играют эти сверхмассивные черные дыры в формировании своих галактик. Большинство астрономов на основании данных наблюдений сходятся во мнении, что между массой сверхмассивной черной дыры, яркостью ее родной галактики, звездной массы и движением звезд должна существовать прочная связь, регулирующаяся определенными законами. Такие соответствия имеют место в локальных галактиках, причем распространяются они и на более ранние космические эпохи.
Галактика UGC 5101 имеет активное галактическое ядро. На снимке космического телескопа «Хаббл» слева виден приливной хвост, говорящий о том, что галактика действительно состоит их двух слившихся галактик. © NASA, ESA, the Hubble Heritage Team; STScI / AURA) – ESA / Hubble Collaboration and A. Evans University of Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University
Но несмотря на прогресс в исследовании сверхмассивных черных дыр, еще далеко не все ясно в вопросе, как же они влияют на свои родные галактики. В некоторых предлагаемых сценариях предполагается, что сверхмассивные черные дыры подавляют процессы звездообразования в галактике в связи с тем, что они «сдувают» и развеивают энергию. В других вариантах, как, например, в сценарии слияния, им отводится диаметрально противоположная роль: черная дыра делает процессы звездообразования более интенсивными, так как она помогает «взболтать» межзвездную среду. Для определения различий были проведены многочисленные компьютерные моделирования, и ученые сделали выводы, что прослеживаются явные свидетельства того, что холодный газ, поступающий из межгалактического пространства, как питает сами сверхмассивные черные дыры, так и существенно подпитывает процесс роста галактик.
Звездообразование является одним из основополагающих признаков роста галактик. В процессе наблюдений за галактиками астрономы попытались измерить процессы звездообразования, для чего они сопоставили скорость звездообразования и светимость (звездообразование нагревает пыль, инфракрасные эмиссии которой могут доминировать в светимости). Правда, эмиссии из региона вокруг сверхмассивной черной дыры, которая активно собирает материю (так называемое активное галактическое ядро), можно легко спутать с эмиссиями, возникающие вследствие процессов звездообразования.
Рентгеновское излучение или эмиссии сильно возбужденных ионов могут использоваться, чтобы независимо определить вклад активного галактического ядра. Но этим измерениям могут помешать пыль на линии наблюдения или другие эффекты. Кроме того, существуют указания на то, что в малых и менее ярких галактиках или в галактиках из более поздних космических эпох на галактическое развитие значительно влияние оказывают и другие факторы, например, частота входящих в ее состав элементов.
Астрономы Белинда Уилкис и Джоанна Курашкевич из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики вместе с пятью коллегами исследовали 323 галактики, о которых известно, что они имеют активные галактические центры (рентгеновское излучение измерялось космическим телескопом XMM-Newton) и в них происходят активные процессы звездообразования (измерено в дальней инфракрасной области космическим телескопом Herschel). Все эти галактики расположены на расстояниях от двух до одиннадцати миллиардов световых лет (относительно времени прохождения света).
Их статистический анализ данных показал, что вклад активного галактического ядра в инфракрасную яркость составляет в среднем 20 процентов, хотя иногда этот уровень может доходить и до 90 процентов. И исследователи пришли к важному заключению, что (как минимум, в полученных в этом конкретном случае данных) доказательств сильной корреляции между обоими процессами не существует. Также нет никаких признаков того, что активное галактическое ядро замедляет процессы звездообразования. На самом же деле создается впечатление, что и звездообразование, и рост галактики происходят одновременно, но без прямой зависимости друг от друга.
-1
