Джети чорних дір виявилися учасниками процесу зореутворення

У найбільших еліптичних галактиках зореутворення триває довгий час після піку, відомого для стандартної еволюції галактик.
image
Світила утворюються уздовж джетів (струменів), випромінюваних з поверхні чорних дір.

Комбінація і обробка великого числа даних, отриманих на телескопі Hubble та інших телескопах, дозволила виявити гарячі блакитні зірки, які утворюються в струмені, що виходить з поверхні чорних дір, які знаходяться в центрі галактик.

Дві наукові групи незалежно один від одного відкрили механізм контролю чорною дірою процесу зореутворення.

Струмені частинок, які мають високу енергію, розігрівають газ в області гало (простір навколо видимої частини галактики) і таким чином впливають на його температуру і швидкість, з якою газ рухається у напрямку до центру галактики. Свої припущення вони підтвердили за допомогою комп’ютерної симуляції.

«Уявіть, що газ в гало – це атмосфера», – пояснює Меган Донахью (Megan Donahue) з Мічиганського державного університету.

Далі вона порівнює джети з блискавкою, що потрапила у воду, яка випаровується і потім знову виливається на землю дощем.

«Струмені від чорних дір забирають газ від центру галактики, а потім частину його охолоджується, збирається в згустки і знову притягується до центру галактики, випадаючи на нього як краплі дощу», – розповіла вчена.

Ці «краплі» досить холодні, щоб сформувати хмари молекулярного газу, з яких можуть утворюватися зірки. Етапи цього процесу вдалося спостерігати безпосередньо за допомогою телескопа Hubble в ультрафіолетовому діапазоні, згідно з поясненнями Гранта Трембле (Grant Tremblay) з Єльського університету. При цьому утворюється саморегулюючий механізм.

Якщо на чорну діру падає велика кількість охолодженого газу, то струмені стають більш потужними, сильніше розігрівають газ і забирають більшу його кількість з околиць чорної діри. Але як тільки газу навколо чорної діри стає менше, його менше падає на це космічне тіло, джети слабшають і менше гріють міжзоряну речовина. Газ активніше охолоджується і швидше падає на чорну діру, і цикл замикається.

Нове відкриття пояснює загадкову активність багатьох еліптичних галактик, зореутворення в яких йде швидше, ніж припускають стандартні моделі еволюції галактик, а також відповідає на питання, чому галактики не можуть перетворити весь наявний в них газ в зірки.