При помощи радиообсерватории Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ученые открыли мощный галактический «ветер», возникающий в результате влияния сверхмассивной черной дыры (СМЧД) на галактику, расположенную на расстоянии свыше 13,1 миллиарда световых лет от нас. Этот объект является самым древним наблюдаемым примером такого ветра и убедительно подтверждает, что гигантские черные дыры оказывают большое влияние на рост галактик, начиная с самих ранних периодов истории Вселенной.
В центрах множества крупных галактик скрываются СМЧД массами в миллионы или даже миллиарды масс Солнца. Интересно, что масса черной дыры примерно пропорциональна массе центральной области (балджа) галактики в случае галактик близлежащих областей Вселенной. На первый взгляд, это может показаться очевидным, но на самом деле данный факт объяснить весьма непросто. Причина состоит в том, что размеры галактик и черных дыр различаются примерно на 10 порядков величины. Поэтому такая пропорциональность между массами двух объектов, настолько сильно различающихся по размерам, убеждает астрономов в том, что эволюция СМЧД и родительских галактик протекает совместно (коэволюция), в результате некоторого физического взаимодействия.
Галактический ветер может стать тем самым механизмом физического взаимодействия между черными дырами и их родительскими галактиками. СМЧД поглощает большое количество материи. Разгоняясь под действием гравитации черной дыры до высоких скоростей, эта материя начинает излучать энергию, выталкивающую окружающую ее материю наружу. Так формируется галактический ветер.
«Вопрос состоит в том, когда впервые во Вселенной появился галактический ветер?» - говорит главный автор нового исследования Такума Изуми (Takuma Izumi) из Национальной астрономической обсерватории Японии.
Для ответа на этот вопрос Изуми и его команда при помощи телескопа «Субару» Национальной астрономической обсерватории Японии нашли более 100 галактик, в центрах которых лежат СМЧД, на расстояниях свыше 13 миллиардов световых лет от нас.
Затем команда использовала обсерваторию ALMA для изучения движения газа в одной из этих галактик, называемой HSC J124353.93+010038.5 (или J1243+0100 для краткости). Команда обнаружила поток газа, движущегося со скоростью 500 километров в секунду. Энергии потока этого газа достаточно для расталкивания материала галактики, являющегося «топливом» для новых звезд, и подавления звездообразования. Этот поток газа является истинным «галактическим ветром», а сама галактика - самым древним во Вселенной примером галактики с гигантскими потоками ветра, известным науке, указали авторы.
Кроме того, в работе Изуми и его группа смогли оценить массу галактики J1243+0100 и массу ее СМЧД, чтобы затем рассчитать соотношение между этими массами. Полученное отношение оказалось близко к аналогичному отношению для случая галактик современной Вселенной – и это указывает на то, что коэволюция галактик и их центральных черных дыр началась очень рано в истории Вселенной, делают вывод авторы.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210613182318
Обозрение "Terra & Comp".
