Уникално откритие: Астрономи попаднаха на мъртва галактика
Черна дупка гладува за своята галактика
Астрономите са направили удивително откритие, което подкрепя теорията, че свръхмасивните черни дупки могат да бъдат смъртен звън за техните галактики домакини, като ги лишават от горивото, необходимо за образуването на звезди.
Международен екип от учени, съвместно ръководени от университета в Кеймбридж, използваха възможностите на космическия телескоп Джеймс Уеб на НАСА/ЕСА, за да изследват галактика, подобна по размер на Млечния път.
Мъртва галактика с минимално звездообразуване
Галактиката, наречена галактиката на Пабло (официално GS-10578), произхожда от ранната вселена около два милиарда години след Големия взрив. Въпреки това, галактиката далеч не процъфтява – изглежда „мъртва“ с минимално звездообразуване.
„Въз основа на по-ранни наблюдения знаехме, че тази галактика е в загасено състояние: тя не образува много звезди предвид размера си и очакваме да има връзка между черната дупка и края на звездообразуването“, обясни съавторът д-р Франческо Д'Еухенио от Института по космология на Кеймбридж.
Връзката между неактивното състояние на галактиката и свръхмасивната черна дупка не беше потвърдена, докато не влезе в действие усъвършенстваната наблюдателна мощност на телескопа Webb, което позволи на изследователите да проучат дали тази суша при образуването на звезди е временна или постоянна.
Прекъсване на хранителния източник на галактиката
Галактиката на Пабло, с маса около 200 милиарда пъти по-голяма от тази на нашето Слънце, е формирала повечето от своите звезди преди 12,5 и 11,5 милиарда години.
„В ранната вселена повечето галактики образуват много звезди, така че е интересно да се види такава масивна мъртва галактика в този период от време. Ако имаше достатъчно време, за да достигне този огромен размер, какъвто и процес да е спрял образуването на звезди, вероятно ще се случи сравнително бързо.“, каза професор Роберто Майолино.
Използвайки Webb, изследователите потвърдиха, че тази галактика изхвърля газ с невероятно високи скорости – около 1000 километра в секунда – достатъчно бързо, за да избегне гравитационното привличане на галактиката. Тези газови облаци, изтласкани от черната дупка, са критични за образуването на звезди.
„Намерихме виновника. Черната дупка убива тази галактика и я държи латентна, като прекъсва източника на „храна“, от която галактиката се нуждае, за да формира нови звезди“, каза д-р Д'Еухенио.
Прозрения от нови наблюдения
Несравнимата чувствителност на Webb дори открива студени, плътни газови облаци, невиждани преди с по-ранни телескопи. Тези облаци блокират светлината зад галактиката, помагайки на изследователите да проследят масата на изхвърления газ.
Загубата на маса надвишава необходимото на галактиката, за да поддържа образуването на звезди, потвърждавайки хипотезата, че черната дупка гладува галактиката до смърт.
Следващата стъпка в разбирането на този космически феномен ще се съсредоточи върху наблюденията от Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA), която ще се насочи към най-студените газови компоненти на галактиката.
Изследователите планират да проучат дали все още съществува скрито гориво за образуване на звезди и да проучат допълнително въздействието на свръхмасивната черна дупка.
Черни дупки и образуване на звезди
„Знаехме, че черните дупки имат огромно въздействие върху галактиките и може би е обичайно да спират образуването на звезди , но до Уеб не успяхме директно да потвърдим това“, каза Майолино.
„Това е още един начин, по който Webb е такъв огромен скок напред по отношение на способността ни да изучаваме ранната вселена и как тя се е развила.“
Ролята на черните дупки при оформянето на галактиките отдавна заинтригува астрономите, но откритието на ветровете на черните дупки , движещи спирането на формирането на звезди, добавя решаваща част от пъзела.
Черна дупка гладува своята галактика
Изследователите наблюдават мощни газови ветрове, задвижвани от огромните гравитационни сили на свръхмасивната черна дупка, преминаващи през галактиката.
Ветровете изхвърлят газ с толкова високи скорости, че той избягва гравитационното привличане на галактиката, предотвратявайки образуването на нови звезди.
Този процес, известен като охлаждане, по същество спира растежа на галактиката. Количеството отстранен газ е значително и фактът, че това се случва толкова рано в развитието на галактиката, подчертава трансформиращата роля, която черните дупки играят в галактическата еволюция .
Откритието потвърждава теориите, че ветровете, задвижвани от черни дупки, могат да задушат потенциала на галактиката много преди тя да достигне пълния си капацитет за образуване на звезди.
Проучването открива нови пътища за разбиране как черните дупки могат да регулират жизнените цикли на галактиките, особено през ранните етапи на Вселената.
Изследването е подкрепено от Кралското общество, Европейския съюз, Европейския съвет за научни изследвания и Съвета за научни и технологични съоръжения (STFC), част от Изследвания и иновации на Обединеното кралство (UKRI).
Изследването е публикувано в списанието Nature Astronomy .