|
Струя черной дыры размером с галактику
|
|
|
|
Астрономы, работающие в обсерватории У. М. Кека на Маунакеа, Гавайи, обнаружили самый большой и протяженный поток перегретого газа, когда-либо наблюдавшийся из близлежащей галактики, что стало самым убедительным доказательством того, что сверхмассивная черная дыра может кардинально изменить форму галактики-хозяина далеко за пределами ее ядра.
|
|
|
|
Открытие сосредоточено на галактике VV 340a, где наблюдения выявили обширные структуры из заряженного газа, простирающиеся на расстояние до 20 000 световых лет от центра галактики - намного дальше, чем когда—либо было замечено ранее. Результаты исследования, проведенного исследователями из Калифорнийского университета в Ирвайне и Калифорнийского технологического института/IPAC, опубликованы в журнале Science.
|
|
|
|
Важнейшие наблюдения, проведенные с помощью прибора Keck Cosmic Web Imager (KCWI) на телескопе обсерватории Keck II, показали, что более холодный газ с низкой энергией распространяется далеко за пределы диска галактики. Этот газ образует поразительную структуру, похожую на копье, расположенную в центре галактики, что свидетельствует о длительной активности, вызванной центральной сверхмассивной черной дырой галактики.
|
|
|
|
"Данные обсерватории Кека - это то, что позволило нам понять истинный масштаб этого явления", - сказал ведущий автор Джастин Кадер, научный сотрудник Калифорнийского университета в Ирвине. "Газ, который мы наблюдаем с помощью обсерватории Кека, достигает самых дальних расстояний от черной дыры, что означает, что он также прослеживает самые длительные временные рамки. Без этих наблюдений мы бы не знали, насколько мощным — или насколько постоянным — является этот выброс на самом деле".
|
|
|
|
|
|
|
Данные, полученные с помощью KCWI, были необходимы для моделирования того, сколько вещества выбрасывается из галактики, и определения того, способен ли этот выброс изменить будущее галактики. Ответ на второй вопрос, как выяснила команда, положительный.
|
|
Струя, обладающая достаточной мощностью, чтобы остановить звездообразование
|
|
|
|
Команда объединила оптические данные обсерватории Кек с инфракрасными наблюдениями космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА и радиоизображениями, полученными с помощью сверхбольшой антенной системы Карла Г. Янского (VLA), чтобы составить полную картину системы.
|
|
|
|
В центре галактики Уэбб обнаружил сильно заряженный "корональный" газ, плазму, нагретую до экстремальных температур, извергающуюся с обеих сторон черной дыры. Хотя такой газ обычно ограничен областями диаметром всего в сотни парсеков, в VV 340a он простирается на несколько тысяч парсеков, что делает его самой протяженной структурой коронального газа из когда-либо наблюдавшихся.
|
|
|
|
Радиоданные VLA показали, что пара плазменных струй, выпущенных черной дырой, закручиваются в спиральную форму S-образной формы, когда они движутся наружу, что свидетельствует о редком явлении, известном как прецессия струи, при которой направление струи медленно меняется с течением времени.
|
|
|
|
"Это первый раз, когда мы наблюдаем прецессирующую радиоструюю в масштабе килопарсек, вызывающую такой мощный выброс в дисковой галактике", - сказал Кадер.
|
|
|
|
В то время как инфракрасное зрение Уэбба выявило энергетическое ядро системы, наблюдения обсерватории Кека показали, как эта энергия распространяется вовне, взаимодействуя с окружающей галактикой и увлекая за собой газ.
|
|
|
|
Данные KCWI показывают, что по мере замедления струи она увлекает за собой более холодный материал, выталкивая его наружу с меньшими скоростями. Этот процесс очищает галактику от газа со скоростью, эквивалентной образованию почти 20 солнц в год, что значительно подавляет звездообразование в будущем.
|
|
|
|
Пожалуй, самое удивительное заключается в том, где происходит это действо. Мощные прецессирующие струи обычно обнаруживаются в старых эллиптических галактиках, в которых прекратилось звездообразование, а не в относительно молодых звездообразующих спиральных галактиках, таких как VV 340a, которые все еще находятся на ранних стадиях слияния с другой галактикой.
|
|
|
|
Это открытие бросает вызов давним представлениям о том, как галактики и их центральные черные дыры эволюционируют вместе, и повышает вероятность того, что подобные события могут происходить в галактиках, подобных нашему Млечному Пути.
|
|
|
|
"Нет четких свидетельств того, что нечто подобное происходило в нашей галактике, но это открытие говорит о том, что мы не можем этого исключать", - сказал Кадер. "Это меняет наше представление о галактике, в которой мы живем".
|
|
|
|
Команда планирует продолжить более глубокие радионаблюдения с более высоким разрешением, чтобы определить, может ли вторая сверхмассивная черная дыра вызывать колебание струи, что может стать первым шагом к идентификации двойной системы черных дыр.
|
|
|
|
"Мы только начинаем понимать, насколько распространенным может быть этот вид деятельности", - сказала Вивиан У, младший научный сотрудник Калифорнийского технологического института/IPAC и второй и старший автор исследования. - Благодаря совместной работе обсерватории Кека и других мощных обсерваторий мы открываем новое окно в понимание того, как галактики меняются с течением времени".
|
|
|
|
Источник
|
