Спостерігається народження квазара - спостереження показує, наскільки чорні діри та квазари у них
Спостереження показують, як чорні діри та квазари впливають на їхні домашні галактики
Астрономи за допомогою космічних телескопів Хаббла і Спітцера вперше безпосередньо спостерігали за народженням квазара. Квазари - надзвичайно високоенергетичні, а тому дуже яскраво сяючі області навколо чорних дір в центрах активних галактик. Дослідники виявили, що швидкість утворення зірок у галактиках значно вища аж до займання квазара, ніж потім. Це перший випадок, коли вдалося безпосередньо продемонструвати, як чорні діри впливають на розвиток їхніх батьківських галактик, повідомляють дослідники у своїй роботі, яка незабаром буде опублікована в Astrophysical Journal.
"Нам вдалося спостерігати взаємодію між чорною дірою в центрі і материнською галактикою у вирішальний момент - народження квазара". говорить Таня Уррутія, вчена з Інституту астрофізики Лейбніца в Потсдамі. "Квазари відіграють вирішальну роль в еволюції галактик і визначають властивості масивних галактик у нашому локальному Всесвіті, оскільки вони регулюють взаємозв'язок між батьківською галактикою та швидкістю утворення зірок". Дослідники дослідили загалом 13 світлових квазарів на відстані близько шести мільярдів світлових років. Вони походять з часів, коли Всесвіт був приблизно вдвічі менший за сучасний.
Коли дві галактики зливаються в більшу, активна чорна діра випромінює енергію і в’ється в материнську галактику і космос. Попередні спроби спостерігати за квазарами у вирішальну фазу їх народження часто зазнавали невдачі, оскільки світло квазарів затемнювалось і червоніло від значної кількості пилу. Пил, у свою чергу, поглинає ультрафіолетове та оптичне світло і відбиває його назад в інфрачервоних довжинах хвиль. Тільки детально проведені спостережні кампанії з найбільшим телескопом у світі ("Кек") дали можливість вченим спостерігати молоді квазари у статистично значущій кількості.
Спочатку формування зірок, потім народження квазара
Нова робота показує, як ця енергія впливає на швидкість утворення зірок у материнській галактиці, і що швидкість значно зменшується після займання квазара. У хронологічному порядку загальної еволюції галактик здається, що найактивніша швидкість утворення зірок завжди відбувається до зростання чорної діри. "Початок утворення зірок передує займанню квазару", - підтверджує Уррутія. Астрономи також вивчали, наскільки ненаситними є чорні діри, тобто швидкість потрапляння речовини в чорну діру. За допомогою космічного телескопа Спітцер дослідники побачили, що чим червонішим є квазар, тим більше речовини він поглинає. Вони були свідками фази, в якій галактики і квазари еволюціонують разом і в якій фізичні властивості обох пов'язані.
Астрономи припускають, що перехід від молодих зоряних галактик до старих еліптичних галактик, якими ми їх бачимо сьогодні в околицях нашої галактики Чумацький Шлях, сильно залежить від чорних дір у їхніх центрах. Зірки утворюються в районах з великою кількістю холодного газу і пилу. Відомо, що злиття і зіткнення галактик стимулюють утворення зірок. Напередодні нещодавно опублікованої статті астрономи вже встановили взаємозв'язок між масою центральної чорної діри та світністю материнської галактики ("відношення Магоррія"). Здається, чорні діри розвиваються повільніше по відношенню до інших процесів у їхніх батьківських галактиках, які були викликані зіткненням галактик. Цей взаємозв'язок не спостерігався в молодих квазарах.
Хоча квазари виділяють екстремальні енергії і можуть спостерігатися протягом мільярдів світлових років, їх фізичний розмір досить малий - принаймні, у порівнянні з батьківською галактикою. Радіаційна область становить розміри нашої Сонячної системи, тоді як галактика може мати розміри в десятки тисяч світлових років. "Дивно, що щось, що відбувається в дуже малому масштабі, може настільки вплинути на велику материнську галактику", - каже Уррутія. "Це так, ніби той, хто грає палицею на пляжі, впливає і визначає поведінку всіх світових океанів".
(Інститут астрофізики Лейбніца, Потсдам, 28.09.2012 - НКО)