9.2K
Около десяти лет назад астрономы обнаружили популяцию небольших, но массивных галактик, называемых «красными самородками». Новое исследование с использованием рентгеновской обсерватории NASA «Chandra» указывает на то, что черные дыры в этих галактиках уменьшили звездообразование и использовали часть свободного звездного топлива, чтобы вырасти до необычайно массивных размеров. Исследование представлено в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Красные самородки были впервые обнаружены космическим телескопом «Hubble» на больших расстояниях от Земли, что соответствует периоду трех-четырех миллиардов лет после Большого Взрыва. Астрономы считают, что они являются предками гигантских эллиптических галактик, поскольку их массы подобны, но по размеру красные самородки в пять раз меньше.
В то время как большинство красных самородков слилось с другими галактиками за миллиарды лет, лишь некоторые из таких реликтовых галактик прошли через историю космоса нетронутыми. Они представляют собой прекрасную возможность изучить, как галактики и сверхмассивные черные дыры в их центрах эволюционировали за миллиарды лет изоляции.
«Chandra» впервые использовался для изучения горячего газа в двух изолированных красных самородках MRK 1216 и PGC 032673, расположенных в 295 и 344 миллионах световых лет от Земли соответственно, а не в миллиардах световых лет как первые обнаруженные аналоги. Газ, излучающий в рентгеновском диапазоне, содержит отпечаток активности, создаваемой сверхмассивными черными дырами в каждой из двух галактик.
«Эти галактики существовали в течение 13 миллиардов лет, не взаимодействуя с другими в своем роде. Черные дыры в них одержали победу, и это мешает попыткам формирования новых звезд», – говорит глава исследования Норберт Вернер из Университета имени Лоранда Этвеша в Будапеште (Венгрия).
Астрономы знают, что материал, попадающий в черные дыры, может быть перенаправлен наружу на высоких скоростях из-за интенсивных гравитационных и магнитных полей. Эти высокоскоростные струи нарушают образование звезд, поскольку обеспечивают мощный источник тепла, предотвращающий охлаждение межзвездного газа.
Так, температура горячего газа в центре галактики MRK 1216 повышена в результате недавнего нагрева черной дырой. Кроме того, в центре в нем наблюдается радиоизлучение, что является подписью струй, вырывающихся из черной дыры. Наконец, рентгеновское излучение вблизи черной дыры примерно в сто миллионов раз ниже теоретического предела Эддингтона, что характерно для черных дыр, создающих выбросы. Все эти факторы убедительно доказывают, что активность, создаваемая центральными сверхмассивными черными дырами в этих красных самородках, подавляет образование новых звезд.
Авторы полагают, что большая часть массы черной дыры может накапливаться из горячего газа, окружающего галактики. Черные дыры как в MRK 1216 и PGC 032873 относятся к числу наиболее крупных с массой в 5 миллиардов раз больше, чем у Солнца. Кроме того, их массы составляют несколько процентов от совокупной массы всех звезд в центральных областях галактик, тогда как в большинстве звездных домов это отношение в десять раз ниже. Таким образом, они не только препятствуют формированию новых звезд, но также захватывают часть галактического материала и используют его для кормления.