Вітер з чорних дір може впливати на розвиток навколишніх галактик

Хмари газу в далекій галактиці штовхаються все швидше і швидше — зі швидкістю понад 10 000 миль на секунду — між сусідніми зірками вибухами радіації від надмасивної чорної діри в центрі галактики. Це відкриття допомагає прояснити, як активні чорні діри можуть постійно формувати свої галактики, стимулюючи або припиняючи розвиток нових зірок.

Команда дослідників на чолі з професором астрономії Університету Вісконсін-Медісон Кетрін Ґрієр і нещодавно випускником Робертом Уітлі виявила газ, що прискорюється, використовуючи багаторічні дані, зібрані з квазара, особливо яскравої та турбулентної чорної діри, розташованої за мільярди світлових років від нас. сузір’я Волопаса. Вони представили свої висновки сьогодні на 244-й зустрічі Американського астрономічного товариства в Медісоні.

Вчені вважають, що чорні діри розташовані в центрі більшості галактик. Квазари — це надмасивні чорні діри, оточені дисками матерії, які втягуються величезною силою тяжіння чорної діри.

«Матеріал у цьому диску завжди падає в чорну діру, і тертя від того, що тягне і тягне, нагріває диск і робить його дуже, дуже гарячим і дуже, дуже яскравим», — каже Ґрієр. «Ці квазари справді яскраві, і оскільки існує великий діапазон температур від внутрішньої частини до далеких частин диска, їхнє випромінювання охоплює майже весь електромагнітний спектр».

Яскраве світло робить видимими квазари, майже такі ж старі, як Всесвіт (на відстані 13 мільярдів світлових років), а широкий діапазон їх випромінювання робить їх особливо корисними для астрономів для дослідження раннього Всесвіту.

Дослідники використали дані спостережень квазара під назвою SBS 1408+544, які проводилися протягом восьми років і були зібрані за допомогою програми Sloan Digital Sky Survey, відомої як Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project. Вони відстежували вітри, що складаються з газоподібного вуглецю, виявляючи світло від квазара, якого не було, — світло, яке поглиналося газом. Але замість того, щоб поглинатися саме в тій точці спектра, яка б вказувала на вуглець, тінь зміщувалася далі від дому з кожним новим поглядом на SBS 1408+544.

«Цей зсув говорить нам, що газ рухається швидко, і постійно швидше», — каже Уітлі. «Вітер прискорюється, тому що його штовхає радіація, яка виривається з акреційного диска».

Вчені, включаючи Ґрієра, припустили, що вони спостерігали прискорення вітру з акреційних дисків чорних дір і раніше, але це ще не було підтверджено даними кількох спостережень. Нові результати були отримані в результаті приблизно 130 спостережень SBS 1408+544 протягом майже десяти років, що дозволило групі точно визначити збільшення швидкості з високою впевненістю.

Вітри, які виштовхують газ із квазара, цікавлять астрономів, оскільки вони є способом, у який надмасивні чорні діри можуть впливати на еволюцію галактик, які їх оточують.

«Якщо вони достатньо енергійні, вітри можуть поширюватися аж до головної галактики, де вони можуть мати значний вплив», — каже Уітлі.

Залежно від обставин, вітри квазара можуть створювати тиск, який стискає газ і прискорює народження зірки в галактиці-господарі. Або він міг би вичистити це паливо й утримати потенційну зірку від формування.

«Надмасивні чорні діри великі, але насправді вони крихітні порівняно зі своїми галактиками», — каже Ґрієр. «Це не означає, що вони не можуть «розмовляти» один з одним, і це спосіб для одного говорити з іншим, який ми повинні враховувати, коли ми будемо моделювати ефекти такого роду чорних дір».

Дослідження SBS 1408+544, опубліковане в The Astrophysical Journal, включало співробітників Йоркського університету, Університету штату Пенсільванія, Університету Арізони та інших.