Як чорні діри керують життям галактик Небо; Космос

  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram
  • Афастрономія
  • Фото
  • Молодший

  • чорні

    Загадка залишалася нерозкритою протягом десятиліть. Як різниться швидкість утворення зірок у галактиках? Питання, яке бентежило астрономів майже сорок років, змусило їх звернутися до галактичних ядер, єдиних пунктів несхожості між галактиками порівнянної маси. І команда нарешті знайшла дивовижну відповідь: саме чорна діра знаходиться в центрі галактик, подібних до нашого Чумацького Шляху, або навіть більших, що контролює швидкість їх утворення зірок.

    Прискорювачі росту

    «Спочатку було зроблено спробу встановити зв’язок між активністю галактичного ядра та утворенням зірок. Але жодних результатів не можна досягти, - говорить Ігнасіо Мартін-Наварро з Університету Санта-Крус та провідний автор дослідження, яке дає ключ до загадки. Ядро Галактики активне лише кілька мільйонів років. Однак ритмічні зміни у формуванні зірок тривають набагато довші періоди, кілька мільярдів років. "

    Тож довелося копати далі. І ще глибше. В основі майже кожної галактики знаходиться надмасивна чорна діра. Але, як випливає з назви, цю чорну діру не можна спостерігати безпосередньо. Тому Ігнасіо Мартін-Наварро та його колеги цікавляться сферою впливу чорної діри, тобто регіоном галактики, в якому на зоряну динаміку безпосередньо впливає її присутність.

    "Те, як зорі рухаються навколо галактичного центру, дозволяє нам визначити масу центральної чорної діри", - говорить Ігнасіо Мартін-Наварро. І там, бінго: саме це регулює швидкість утворення зірок. У середньому галактики з надмасивними чорними дірами досягають 95% кінцевої маси приблизно на 4 мільярди років раніше, ніж галактики з меншими чорними дірами.

    Піраміда зоряного віку

    Так само вік зірок залежить від чорної діри. Оскільки формування зірок зупинилося раніше в галактиках із надмасивними чорними дірами, зірки там логічно старіші. З іншого боку, галактики з меншою чорною дірою можуть продовжувати створювати зірки. Тому їх зоряні популяції за віком більш різноманітні.

    Але як чорна діра блокує створення зірок таким чином? Можливо, завдяки величезній енергії, яку він віддає, поглинаючи речовину. Це призвело б до продування міжзоряного газу, тим самим запобігаючи його колапсу, створюючи зірки. Інша можливість - це нагрівання цього газу. Зараз зірки утворюються з холодного газу.

    «Не обов'язково викидаючи газ з галактики, нагрівання достатньо, щоб« відрізати їжу »галактики. Як тільки галактика витратить весь свій міжзоряний газ - на це потрібно близько мільярда років - тоді формування зірок припиняється ", - говорить Марк Крумгольц, астрофізичний теоретик з Австралійського національного університету.

    Оскільки, хоча центральна чорна діра загалом представляє лише 0,1% маси зірок в галактиці, вона видає набагато більше енергії на одиницю маси, ніж наднові! "Для порівняння, плавлення водню в гелій має енергетичний вихід 0,7%: лише 0,7% маси водню виділяється у формі енергії", - пояснює Марк Крумгольц. Так само наднові мають вихід 0,001%; лише тисячна частина зоряної маси перетворюється на кінетичну енергію. З іншого боку, це 10% нарощеної маси, яка виділяється в енергії у випадку чорних дір! »Він додає.

    Різні дієти для малих галактик

    Якщо ця кореляція між масою чорної діри та утворенням зірок в основному вивчається у масивних галактиках, то це тому, що їх легше вивчити. Масивна галактика має більшу чорну діру, що включає більшу сферу впливу та світність, що полегшує обчислення її маси.

    «Нам поки що важко виміряти масу центральної чорної діри і навіть виявити її присутність у галактиці розміром з Магелланові Хмари (карликові галактики, що сусідять з Чумацьким Шляхом). Уже для галактики розміром з Чумацький Шлях це досить складно! »Concedes Марк Крумгольц.

    Крім того, у малих галактиках на формування зірок впливатимуть інші фактори, крім маси центральної чорної діри. Оскільки чим менш масивні галактики, тим слабша сила тяжіння. Для видобутку газу з Магелланових хмар потрібна лише швидкість викиду близько 200 км/с. Для Чумацького Шляху - від 400 до 500 км/с. Тому пропорційно вибух наднової матиме більший вплив на малу галактику.

    Слабкий вплив зіткнень галактик

    Нарешті, стаття, опублікована на початку лютого в Astrophysical Journal, зазначає дуже чітку кореляцію між швидкістю утворення зірок у Магелланових хмарах та зіткненням між двома галактиками 300 мільйонів років тому.

    "Немає сумніву, що зіткнення Галактики сприяє формуванню зірок", - говорить Марк Крумгольц. Коли ми спостерігаємо найбільш активні галактики навколо нас, всі вони здаються деформованими [як після галактичної зустрічі, примітка редактора]. Формування зірок також, ймовірно, різко зросте на Чумацькому Шляху при зіткненні з галактикою Андромеда. Але, тим не менш, ці зіткнення досить рідкісні, тому їхній вплив на швидкість утворення зірок у Всесвіті дуже малий! »Робить висновок дослідник.

    І багато інших переваг за допомогою цифрової пропозиції.