Ученые стали на шаг ближе к разгадке эволюции галактик
Американские исследователи из Центра космических полетов Годдарда обнаружили гигантские облака холодного газа в близлежащей спиральной галактике NGC 4945. Газ, по всей видимости, распространился по галактике около пяти миллионов лет назад после извержения ее центральной сверхмассивной черной дыры. Новое открытие позволяет узнать больше об эволюции галактик.
NGC 4945 — активная галактика, которая находится на расстоянии около 13 миллионов световых лет от Земли в южном созвездии Центавр. У нее необычно яркий и изменчивый центр, питаемый сверхмассивной черной дырой, которая нагревает окружающий диск из газа и пыли за счет сил притяжения и трения. Черная дыра медленно поглощает материал вокруг себя, что создает случайные отклонения в излучаемом диском свете. Как и большинство активных галактик, черная дыра и диск NGC 4945 окутаны плотным облаком пыли, которое блокирует часть света.
Кроме того, NGC 4945 — звездообразующая галактика. Она формирует звезды с гораздо большей скоростью, чем Млечный Путь. По оценкам ученых, каждый год в ней образуется почти в три раза больше звезд, чем в нашей галактике, причем их масса эквивалентна массе 18 Солнц. Как правило, звездообразование в NGC 4945 длится от 10 до 100 миллионов лет и приостанавливается только тогда, когда для образования новых звезд не остается материалов. Интересно также, что практически все звездообразование сосредоточено именно в центре галактики.
«Ученые находят сверхмассивные черные дыры в центрах почти всех галактик размером с Млечный Путь, и открытым остается вопрос о том, насколько сильное их влияние на эволюцию галактик по сравнению с звездообразованием. Изучение близлежащих галактик, таких как NGC 4945, которые, как мы считаем, наблюдаются в переходный период, помогает создавать более совершенные модели того, как звезды и черные дыры влияют на галактику», — пояснили авторы исследования.
Ученые NASA наблюдали галактику с помощью космического рентгеновского телескопа XMM-Newton. В полученных данных они увидели то, что называется линией железа K-альфа. Такая особенность возникает, когда сверхэнергичный рентгеновский свет от диска черной дыры встречается с холодным газом температурой около минус 200 градусов по Цельсию. Линия К-альфа распространена в активных галактиках, но ранее предполагалось, что она возникает гораздо ближе к черной дыре.
«Телескоп "Чандра" нанес на карту линию К-альфа в других галактиках, что помогло нам изучить отдельные яркие источники рентгеновского излучения в облаке, чтобы исключить другие потенциальные источники, помимо черной дыры. Но линия NGC 4945 простирается так далеко от ее центра, что нам потребовалось широкое поле зрения XMM-Newton, чтобы увидеть это», — отмечают исследователи.
Они предполагают, что холодный газ, выделенный линией — это остаток струи частиц, вырвавшейся из центральной черной дыры галактики около пяти миллионов лет назад. Вероятно, этот поток был направлен под углом в сторону галактики, а не в космическое пространство, что создало сверхмощный ветер, который все еще разносит холодный газ вокруг. Предположительно, этот же процесс мог спровоцировать текущее звездообразование.
Исследователи продолжат наблюдение за NGC 4945, чтобы понять, есть ли другие способы влияния черной дыры на эволюцию галактики. «Мы изучаем множество галактик, таких как NGC 4945, поскольку, несмотря на то, что черные дыры практически не отличаются друг от друга, влияние, которое они оказывают на свои галактики, может быть разным. XMM-Newton позволил нам обнаружить то, о чем мы и не подозревали, но, скорее всего, это только начало», — заявили ученые.
