Чёрные дыры бьют по галактикам на сотни тысяч световых лет, лишая их топлива для рождения звёзд

Учёные обнаружили следы воздействия струй плазмы от сверхмассивных чёрных дыр на газ далеко за пределами видимых частей галактик. Исследование показывает, что эти узкие потоки энергии могут нагревать и ионизировать окружающий газ, мешая ему охлаждаться и возвращаться в галактику для формирования новых звёзд.

Сверхмассивная чёрная дыра занимает область примерно с Солнечную систему, тогда как её галактика может содержать около 100 млрд звёзд. При этом выбрасываемые из окрестностей чёрной дыры плазменные струи способны воздействовать на газ на расстоянии в сотни тысяч световых лет. Этот газ образует циркумгалактическую среду — резервуар вещества, который простирается примерно в 10-20 раз дальше видимой части галактики и служит источником материала для будущих звёзд.

Исследователи из Университета штата Аризона и Института Рамана объединили данные оптического обзора DESI и радионаблюдения LOFAR Two-metre Sky Survey. В выборку вошли 324 пары радиогалактик и фоновых квазаров с расстояниями между объектами от примерно 20 до 800 кпк. Когда данные усредняли по всем направлениям, характерного сигнала почти не было. Зато вдоль оси радиоструй обнаружилось яркое излучение Hα от ионизированного водорода — более чем на пять стандартных отклонений выше фонового уровня. В этой области сигнал оказался примерно в 100 раз ярче, чем в обычных галактических гало.

Наиболее сильное свечение зарегистрировали в двух областях: сразу за видимой частью галактики, где струя впервые взаимодействует с циркумгалактическим газом, и значительно дальше, возле внешней границы этого газового резервуара. Магний при этом не показал такой направленной зависимости, что указывает на более равномерное распределение холодного газа. По мнению авторов, струи не обязательно создают сам газовый резервуар, а воздействуют на уже существующие облака, нагревая, сжимая или ионизируя их. Это даёт наблюдательное подтверждение механизму, при котором активная чёрная дыра способна затормозить поступление холодного газа к галактике и тем самым снизить темп образования новых звёзд.

Источник: space.com