Что пробуждает сверхмассивные черные дыры?

Новое исследование объединенных данных от Очень Большого Телескопа (VLT) ESO и рентгеновской космической обсерватории XMM-Newton от ESA подняло большую неожиданность. Большинство огромных черных дыр в центрах галактик за последние 11 млрд лет не были пробужденные через слияние галактик, как это происходило ранее.

В середине большинства, если не во всех, крупных галактик таится сверхмассивная черная дыра с массой в миллионы, а иногда даже в миллиарды раз больше массы Солнца. Во многих галактик, включая наш Млечный Путь, центральная черная дыра спокойная. Но в центрах некоторых галактиках, особенно на ранних этапах развития Вселенной, происходит "пышное пиршество" на веществе, которое интенсивно излучает после попадания в черную дыру.

Одной из неразгаданных тайн является то, каким образом материя поступает с пробужденной черной дыры, вызывая неистовые вспышки в галактическом центре, в результате чего он становится активным галактическим ядром. До настоящего времени многие астрономы полагали, что большинство этих активных галактических ядер были пробужденные после слияния двух галактик, или после близкого прохождения одной галактики мимо вторую, когда нарушена материя становится топливом для черной дыры. Однако результаты новых исследований показывают, что эта идея может быть ошибочной для многих активных галактик.

Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe, Garching, Германия) и международная группа ученых из научного сообщества COSMOS, подробно обследовали более 600 активных галактик, которые находятся в хорошо изученной области неба под названием "участок COSMOS". Как и ожидалось, астрономы обнаружили, что чрезвычайно яркие активные ядра были редкостью в те времена, когда большая часть активных галактик были умеренно яркими на протяжении последних 11 млрд лет. Но это не было неожиданностью: новые данные показали, что подавляющее большинство этих распространенных менее ярких активных галактик не были вызваны слиянием галактик. Результаты данных исследований появятся в The Astrophysical Journal.

Наличия активных галактических ядер свидетельствует рентгеновское излучение из окрестностей черных дыр, которое улавливает Рентгеновская космическая обсерватория XMM-Newton от ESA. Впоследствии эти галактики наблюдались при помощи Очень Большого Телескопа (VLT) ESO, который смог измерить расстояния до них. Объединив наблюдения, исследовательская группа смогла сделать трехмерную карту, которая показывает, где именно находятся активные галактики.

"Потребовалось более пяти лет, но мы смогли провести один из крупнейших и наиболее полных переучета активных галактик в рентгеновских лучах", сказала Marcella Brusa, одна из авторов исследования.

Астрономы могли бы использовать эту новую карту, чтобы узнать, как именно активные галактики были распределены и сравнить это с теоретическими предсказаниями. Они также могли бы увидеть, как это распределение изменялось с возрастом Вселенной на всем пути его развития, начиная от 11 млрд лет назад и почти до наших дней.

Ученые обнаружили, что активные ядра преимущественно встречаются в крупных массивных галактиках с большим количеством темной материи. Это было неожиданностью и не согласуется с теоретическим предсказанием: если самые активные ядра были следствием слияния и столкновения между галактиками, то ожидалось, что они будут найдены в галактиках с умеренной массой (примерно триллион масс Солнца). Исследовательская группа обнаружила, что наиболее активные ядра находятся в галактиках с массами примерно в 20 раз больше от предусмотренных в теории слияния.

"Эти новые результаты дадут нам новое понимание того, как сверхмассивные черные дыры начинают свое питание", сказала Viola Allevato, которая является ведущим автором новой статьи. "Они показывают, что черные дыры обычно питаются от процессов внутри галактики, вроде дисков нестабильностей и вспышек звездообразования, в отличие от галактических столкновений."

Alexis Finoguenov, руководивший работой, заключает: "Даже в далеком прошлом, до почти 11 млрд лет назад, галактическими столкновениями можно объяснить только небольшой процент возникновения умеренно ярких активных галактик. В те времена галактики были ближе друг к другу, т.е. нами ожидалось больше слияний, чем в недавнем прошлом. Так что новые результаты являются еще более странными ".

Отправить