Активные галактические ядра - это сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, которые поглощают вещество из своих горячих аккреционных дисков и выделяют энергию в виде вспышек излучения или струй частиц, движущихся почти со скоростью света. Эти извержения высоких энергий в свою очередь вытесняют потоки ионизированного, нейтрального и молекулярного газа, которые движутся со скоростью сотен километров в секунду и могут простираться на тысячи световых лет. Утечки газа могут исходить непосредственно из горячих аккреционных дисков из-за давления излучения на пыль внутри газа, горячих тепловых ветров или других механизмов, которые генерируют пузырьки горячего газа.

Сделанный телескопом «Чандра» снимок центра галактического скопления Персея. © NASA / CXC / IoA / A.Fabian et al.

Выводя газ из галактики, активное галактическое ядро ограничивает топливо, доступное для дальнейших процессов звездообразования, и замедляет рост галактики. Механизм также ограничивает и самого себя, потому что в конечном итоге он в значительной мере подавляет поток вещества в направлении черной дыры. Астрономы измеряют скорость звездообразования в космическом времяисчислении и предполагают, что этот процесс, известный как гашение, стал причиной резкого снижения звездообразования с момента его пика около десяти миллиардов лет назад.

Астроном Пол Нульсен из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и его коллеги использовали новые, а также архивные данные обсерватории ALMA для исследования истечения молекулярного газа в двенадцати массивных галактиках в центрах галактических скоплений. Горячий газ, который окружает галактики в этих массивных скоплениях, должен сначала остыть, вернуться к галактикам и произвести там новые звезды, после чего также продолжить цикл обратной связи. Высокое пространственное разрешение изображений ALMA на линии излучения угарного газа позволило ученым детально изучить процесс, особенно структуры филаментов, которые характеризуют большую часть газа в этих центральных скоплениях галактик.

Они обнаружили, что то, что ситуация выглядит так, что гигантские филаменты и облака молекулярного газа возникают тогда, когда горячие пузырьки уходящего газа начинают охлаждаться, и что эти потоки в галактике в конечном итоге замедляются, после чего их циркуляция снова запускается. Также они определили связь между массой молекулярного газа непосредственно вокруг центрального активного галактического ядра и энергией струи.