Телескоп Джеймса Уэбба показал, как голодная черная дыра «пожирает» собственную галактику

Телескоп им. Джеймса Уэбба (JWST) зафиксировал сверхмассивную черную дыру в ранней Вселенной, которая была настолько «голодной», что начала пожирать свою галактику.

Відключайте рекламу - підтримуйте ITC!

Обычно галактики считаются «мертвыми» или «спокойными», когда в них прекращается процесс звездообразования. Ученые предполагали, что центральные сверхмассивные черные дыры могут вызвать их преждевременную смерть, «очищая» галактики от газа и пыли.

JWST зафиксировал именно такой момент, который впоследствии исследовали ученые Кембриджа. Речь идет о галактике GS-10578, также известной как «Галактика Пабло» и расположенной в 11,5 млрд световых лет от нас.

«Мы знали, что эта галактика находится в спокойном состоянии и ожидали, что существует связь между черной дырой и окончанием процесса звездообразования», — говорит член команды Франческо Д’Эудженио из Института космологии Кавли. «Однако до JWST мы не смогли изучить ее достаточно подробно, чтобы подтвердить эту связь, и не знали, является ли это состояние временным или постоянным».

GS-10578 имеет массу, которая примерно в 200 млрд превышает массу Солнца (чрезвычайно массивная для этого периода ранней Вселенной) и породила большинство своих звезд около 11,5-12,5 млрд лет назад.

Галактика GS-10578

С помощью JWST исследователи определили, что черная дыра, находящаяся в центре GS-10578, выталкивает огромное количество газа со скоростью 2,2 миллиона миль в час (в 1500 раз быстрее, чем максимальная скорость реактивного истребителя Lockheed Martin F-16) — достаточной, чтобы победить гравитационное воздействие галактики Пабло.

Также телескоп отыскал новый компонент в галактическом ветре, который до сих пор не замечали в других активных галактиках (это газовое образование холоднее и плотнее, поэтому излучает мало света, который мог бы попасть в поле зрения других телескопов).

Команда обнаружила, что масса газового потока из GS-10578 была больше, чем та, что необходима для создания основы новой звезды. Этого достаточно, чтобы показать, что сверхмассивная черная дыра в этой галактике понемногу ее «гасит».

«Мы нашли виновника», — сказал Д’Эудженио. «Черная дыра убивает эту галактику и держит ее в состоянии бездействия, отсекая источник «пищи», необходимый галактике для образования новых звезд».

Наблюдение JWST в основном подтвердило предыдущие модели эволюции галактик и роль сверхмассивных чёрных дыр в прекращении звездообразования, но имело и некоторые сюрпризы. Теории предполагали, что конец звездообразования может оказать хаотическое и турбулентное влияние на галактики, разрушая их форму — однако звезды в GS-10578 двигались упорядоченно, отрицая, что конец будет таким всегда.

В дальнейшем команда планирует провести исследование с помощью Большого миллиметрового радиотелескопа Атакамы, который поможет выявить, остался ли прохладный, плотный газ в галактике Пабло и уточнить влияние сверхмассивной черной дыры на ближайшее окружение.

«Мы знали, что черные дыры оказывают огромное влияние на галактики, и, возможно, они прекращают образование звезд, но до JWST не могли прямо подтвердить это», — заключают исследователи. «Это еще одно доказательство того, что телескоп Джеймса Уэбба — гигантский скачок вперед в нашей способности изучать раннюю Вселенную и то, как она развивалась».