Ученые выяснили, как галактики избегают преждевременной смерти
Галактики в чем-то очень похожи на людей: они тоже рождаются, стареют и умирают,, пусть все эти процессы и занимают у них миллиарды лет. Но, как показало новейшее исследование, этим сходство не ограничивается: гиганты, состоящие из триллионов светил, способны даже «дышать», тем самым решительно отодвигая свой конец. И если бы не механизм, открытый двумя астрофизиками — Вселенная вокруг нас была бы полна «галактиками-зомби», изобилующими мертвыми, потухшими звездами.
Скопление из сотен миллиардов звезд, дрейфующих в гигантских облаках газа, с колоссальной черной дырой посередине — казалось бы, что мешает такой структуре расти бесконечно? Тем не менее, если бы рост галактик ничто не сдерживало, они бы быстро разрастались до невероятных размеров, исчерпывали возможности для образования новых звезд и быстро угасали. Но этого не происходит. И вопрос «почему?» долгое время оставался без ответа.
Однако теперь дуэт исследователей готов предложить объяснение этого отложенного старения. Дело в том, что галактики способны «дышать». И делают они это с помощью высокоскоростных струй газа и заряженных частиц, вырывающихся (иногда — на колоссальные расстояния) с полюсов сверхмассивных черных дыр.
Аналогия с дыханием при ближайшем рассмотрении кажется остроумнее, чем на первый взгляд: если рассматривать черную дыру, как сердце, а ее аккреционный диск (наполненный газом) — как своего рода легкие, то струи или джеты будут чем-то вроде дыхательных путей. Причем ядро галактики постоянно пульсирует — как человеческая диафрагма, направляющая потоки воздуха в нашем организме. А благодаря «толчкам» в аккреционном диске вдоль джета могут передаваться мощные импульсы, которые будут разгружать перенасыщенную энергии центральную область.
Астрофизики впервые провели несколько подробных симуляций этого процесса, показав, что такое распределение энергии способно заметно тормозить рост галактики — не давая ей за первые же несколько десятков миллионов лет израсходовать весь доступный для звездообразования газ. А «рябь», которая сотрясает галактику в процессе выравнивания энергетического баланса, похожа на электрокардиограмму человека с гипертонией.
«Есть и ограничения по типу пульсации, размеру черной дыры и качеству «легких». Слишком быстрое или слишком медленное дыхание не обеспечит животворящих толчков, необходимых для поддержания галактической среды и, в то же время, снабжения «сердца» топливом», — отметил один из авторов исследования, профессор Майкл Смит.
Под избыточным давлением в аккреционном диске при посредстве струи происходит очередной «сброс пара» — выброс излишков энергии в виде газа и плазмы. Раньше считалось, что этот механизм оказывает воздействие лишь на межгалактическую среду. Но, как оказалось, он же является «омолаживающей процедурой» и для самих галактик — которую десятилетиями не удавалось найти, используя стандартную космологическую модель. Именно поэтому вместо миллиардов мертвых галактик мы наблюдаем лишь считанные единицы таких «космических зомби». А остальные, включая Млечный Путь, живее всех живых.
