Науковці розгадали таємницю появи галактичного вітру

Науковці розгадали таємницю появи галактичного вітру

Дослідники, що використовують Велику решітку Атакама (ALMA), виявили масштабний галактичний вітер, спричинений надмасивною чорною дірою 13,1 мільярда років тому. Це найбільш ранній із спостережуваних на сьогоднішній день прикладів такого вітру і явна ознака того, що величезні чорні діри чинять сильний вплив на зростання галактик з самого раннього періоду історії Всесвіту.

У центрі багатьох великих галактик ховаються надмасивні чорні діри, що в мільйони чи мільярди разів масивніші за Сонце. Цікаво, що маса чорної діри приблизно пропорційна масі центральної області (опуклості) галактики в найближчому Всесвіті. На перший погляд це може здатися очевидним, але насправді це дуже дивно. Причина в тому, що розміри галактик і чорних дір розрізняються приблизно на 10 порядків. Грунтуючись на цій пропорційній залежності між масами двох дуже різних за розміром об’єктів, астрономи вважають, що галактики і чорні діри росли і розвивалися разом (коеволюція) в результаті якогоїсь фізичного взаємодії.

Галактичний вітер може забезпечити таку фізичну взаємодію між чорними дірами і галактиками. Надмасивна чорна діра поглинає велику кількість речовини. Коли ця матерія починає рухатися з високою швидкістю через гравітацію чорної діри, вона випромінює інтенсивну енергію, яка може виштовхувати навколишню матерію назовні. Так створюється галактичний вітер.

Читайте також:  Вчені виявили чорну діру, яка мандрує Чумацьким Шляхом

«Питання в тому, коли у Всесвіті виникли галактичні вітри?», – каже Такума Ідзумі, провідний автор дослідження і дослідник Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ). «Це важливе питання, тому що воно пов’язане з важливою проблемою астрономії: як галактики і надмасивні чорні діри еволюціонували разом?»

Дослідницька група вперше використовувала телескоп Subaru NAOJ для пошуку надмасивних чорних дір. Завдяки можливості спостереження в широкому полі, вони виявили понад 100 галактик з надмасивними чорними дірами у Всесвіті більше 13 мільярдів років тому.

Потім дослідницька група використовувала високу чутливість ALMA для дослідження руху газу в батьківських галактиках чорних дір. ALMA спостерігала галактику HSC J124353.93 + 010038.5 (далі J1243 + 0100), виявлену телескопом Субару, і зафіксувала радіохвилі, які випромінюються пилом і іонами вуглецю в галактиці.

Детальний аналіз даних ALMA показав, що в J1243 + 0100 є високошвидкісний потік газу, що рухається зі швидкістю 500 км в секунду. У цього газового потоку досить енергії, щоб відштовхнуту зоряну речовину в галактиці і зупинити активність зореутворення. Газовий потік, виявлений в цьому дослідженні, дійсно є галактичним вітром, і це найстаріший спостережуваний приклад галактики з величезним вітром галактичних розмірів.

Команда також виміряла рух спокійного газу в J1243 + 0100 і оцінила масу опуклості галактики, грунтуючись на її гравітаційному балансі, приблизно в 30 мільярдів разів більшому ніж маса Сонця. Маса надмасивної чорної діри в галактиці, оцінена іншим методом, склала близько 1% від цієї маси. Співставлення мас балджа до надмасивної чорної діри в цій галактиці майже ідентичне співвідношенню мас чорних дір і галактик в сучасному Всесвіті. Це означає, що коеволюція надмасивних чорних дір і галактик відбувалася менш ніж через мільярд років після народження Всесвіту.

Читайте також:  У центрі нашої Галактики готова вибухнути чорна діра - науковці

«Наші спостереження підтверджують недавнє високоточне комп’ютерне моделювання, яке передбачило, що коеволюційні відносини існували навіть приблизно 13 мільярдів років тому», – коментує Ізумі. «Ми плануємо спостерігати велику кількість таких об’єктів в майбутньому і сподіваємося з’ясувати, чи є початкова коеволюція, яка спостерігається в цьому об’єкті, точною картиною загального Всесвіту в той час».

Ці результати спостережень представлені в Astrophysical Journal 14 червня 2021 року.

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *