Результаты наблюдений космического телескопа «Гершель» показывают, что галактики с наиболее активными чёрными дырами (ЧД) в ядрах формируют значительно меньше звёзд, чем те, в которых активность сверхмассивных чёрных дыр в центре не столь высока. Причина подобной взаимосвязи ясна не до конца.
Галактики с активным ядром, такие как Arp 220, демонстрируют падение скорости звездообразования, сопровождающееся ростом светимости в рентгеновском диапазоне. Виноваты ЧД? (Фото NASA / JPL-Caltech.)

Космический телескоп «Гершель», запущенный в 2009 году Европейским космическим агентством (ЕКА), собрал информацию, которая означает, что между формированием звёзд и быстротой поглощения сверхмассивной ЧД окружающей материи есть обратная связь. Согласно результатам наблюдений, примерно 6 млрд лет назад ЧД в ядрах галактик начали активно подавлять формирование звёзд, и, по всей видимости, именно они до сих пор являются основными регуляторами интенсивности звездообразования.

«Мы хотим понять, как формирование звёзд и активность ЧД связаны между собой, — замечает Мэттью Пэйдж из Университетского колледжа Лондона (Великобритания). — Эти два процесса вместе нарастают до определённой точки, но затем самые энергичные ЧД, кажется, останавливают формирование звёзд». Соответствующая публикация его группы появилась в журнале Nature на этой неделе.

Считается, что сверхмассивные ЧД находятся в центрах всех больших галактик. Их аккреционный диск, предположительно, является одной из основных причин такого явления, как активные ядра галактик. Когда Вселенная была моложе, многие сверхмассивные ЧД имели более яркие аккреционные диски, одновременно и формирование звёзд в галактиках шло значительно живее. Скажем, 8–12 млрд лет назад средняя скорость образования звёзд была в 10 раз выше нынешней.

Новое исследование проанализировало данные по 65 галактикам в дальнем инфракрасном участке спектра. Информация именно здесь показывает скорость формирования звёзд, поскольку бóльшая часть энергии, испускаемой звездой на стадии образования, уходит на подогрев окружающего её газопылевого диска. Затем данные сравнили с потоками рентгеновского излучения от активных ядер тех же 65 галактик (воспользовавшись материалами космической рентгеновской обсерватории «Чандра»). Именно здесь и оказалось, что если до определённого порогового значения интенсивность рентгеновского и инфракрасного излучения из этих галактик росла синхронно, то при превышении для сверхмассивной ЧД порогового уровня светимости её аккреционного диска инфракрасное излучение от формирующихся звёзд резко ослабевало.

Механизм? Авторы исследования предполагают, что по мере роста излучения аккреционного диска ЧД оно может нагревать протозвёздный материал галактик и не давать ему достигать той плотности, без которой интенсивное звездообразование невозможно.

Существенно более сложным, как отмечают авторы работы, является вопрос о том, не связано ли снижение скорости формирования звёзд с каким-то иными процессами из области эволюции галактик, которые одновременно и обусловливают более высокую скорость аккреции межзвёздного газа в ЧД.

Подготовлено по материалам НАСА.