Черные дыры в центре галактик создают интенсивные потоки межзвездного газа, подавляющие звездообразование.

Астрофизики объяснили, почему в некоторых старых галактиках не образуются новые звезды. Виной всему гигантские черные дыры в их центрах, создающие интенсивные потоки газа. Этот процесс приводит выбросу газа из системы и его нагреву, что мешает ему охладиться, сконденсироваться и образовать звезды.  Подробности  опубликованы в журнале Nature. Среди авторов статьи – сотрудник Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ) Дмитрий Бизяев.

Фотография галактик Акира (в центре) и Тэцуо (слева), сделанная в рамках программ SDSS. Видна струя газа перетекающая из Тэцуо на Акиру. Изображение охватывает область 90х90 килопарсек.

Художественная иллюстрация взаимодействия галактик Акира и Тэцуо (Изображение Kavli IPMU).

Чуть более 10 лет тому назад  астрофизики обнаружили, что около 10% крупных галактик с массой более 2×10¹⁰ масс Солнца прекратили активное звездообразование либо оно сильно снизилось. Такие галактики получили название пассивных. Также их называют красными, поскольку при отсутствии новых звезд в них преобладают звезды на конечных этапах эволюции, в частности красные гиганты и сверхгиганты. Причем количество таких галактик увеличилось в 25 раз за последние 10 миллиардов лет.

Как правило, эти галактики имеют необходимые условия для формирования новых звезд, однако оно не происходит. Причина явления долгое время была не ясна. Исследователи сравнили ситуацию с наличием пустыни в регионе с повышенной облачностью, где следовало бы ожидать дождь и растительность, но никак не пустыню.

Решение проблемы нашли астрофизики, участвующие в программе Слоановского  цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey,  SDSS).  Используемый в ней обзорный 2.5-метровый телескоп обсерватории Apache Point (США), позволяет проводить панорамную спектроскопию одновременно для многих галактик. Благодаря этому астрономы могут изучить закономерности жизни и эволюции галактик и их скоплений.  Исследуя близлежащие галактики, астрономы обнаружили в некоторых достаточно крупных галактиках, находящихся на пассивной стадии эволюции, потоки разогретого газа, которые в виде широких конусов бьют из их центров. 

Исследователи предположили, что этот процесс – не экзотика, а типичный механизм подавления звездообразования. Однако он может действовать не постоянно, включаясь на короткое время, а затем прекращаясь, что и объясняет его отсутствие в других галактиках такого же типа.  За это свойство исследователи назвали его «красным гейзером».

Ярким примером «красного гейзера» служит галактика Акира. Около нее расположена менее массивная галактика-спутник Тэцуо (названия даны авторами в честь героев японского комикса-манги «Акира»). Наблюдения показали, что холодный газ из галактики-спутника благодаря гравитационному притяжению падает на основную галактику. Однако, несмотря на поступающий «строительный материал», звездообразования в ней не происходит. Центральная сверхмассивная черная дыра Акиры разгоняет поступающий газ, нагревает  и выбрасывает обратно в межгалактическое пространство.

По материалам МГУ им. Ломоносова