Квазары могут спровоцировать цунами, которые разрывают галактики и уничтожают звездообразование
Хорошо известно, что квазары - самые яркие галактики во Вселенной, излучающие безумное количество радиации в космос, так как их сверхмассивные черные дыры хищно пожирают материал с колоссального аккреционного диска.
Астрономы обнаружили, что взрывы радиации, исходящей от квазаров, могут действовать как цунами, распространяясь по окружающей галактике, выталкивая материал наружу со скоростями, приближающимися к нескольким процентам скорости света.
Уже известно, что такие взрывы излучения перемещают частицы со скоростью, близкой к скорости света, но эти новые открытия выводят их на новый уровень, причем некоторые из самых быстрых скачков скорости, наблюдаемых до сих пор.
Более того, по мере того, как они прорываются сквозь материал в своих родных галактиках, они гасят образование новых звезд.
"Эти потоки имеют решающее значение для понимания формирования галактик", - сказал астрофизик Наум Арав из Вирджинского технологического института.
"Они выталкивают сотни солнечных масс материала каждый год. Количество механической энергии, которую несут эти потоки, в несколько сотен раз превышает светимость всей галактики Млечный Путь".
Квазарная стадия жизни галактики обычно наступает очень рано - период интенсивной активности, который длится до нескольких миллиардов лет, прежде чем "черная дыра" оседает в более традиционном зрелом возрасте, потребляя или выдувая всю близлежащую материю.
Мы знаем, что эта активность черной дыры порождает мощные ветры, которые дуют в окружающее пространство. Мы также знаем, что холодный газ в этом пространстве-это вещество, из которого формируются звезды. Считается, что когда ветер черной дыры отталкивает его, так как для образования звезд не осталось ничего, образование звезд прекращается.
Это соответствует тому, что мы наблюдали в старых галактиках, которые гораздо тише, чем те, где находятся квазары. На самом деле, именно то, как гасится образование звезд, является загадкой, которую астрономы пытались решить долгое время, поскольку без нее Вселенная , вероятно, выглядела бы совсем иначе, чем та, которую мы видим, с большими галактиками и значительно большим количеством звезд.
Возможно, существует множество механизмов, которые могут объяснить эту продолжающуюся головоломку.
"И теоретики, и наблюдатели уже десятки лет знают, что в массивных галактиках существует некий физический процесс, который отключает образование звезд, но природа этого процесса была загадкой", - объяснил космолог Колумбийского и Принстонского университетов Джеремайя Острикер (Jeremiah Ostriker).
"Включение наблюдаемых потоков в наши модели решает эти выдающиеся проблемы в галактической эволюции."
Арав и его команда изучили наблюдения Хаббла 13 известных квазаров для поиска оттоков. Когда эти квазарные цунами сталкиваются с межзвездным газом, столкновение генерирует интенсивное тепло, энергия которого излучается в виде света по всему электромагнитному спектру.
"Сначала вы получите много излучения в рентгеновских и гамма-лучах, а затем оно просочится в видимый и инфракрасный свет", - сказал Арав. -Ты получишь огромное световое шоу, как рождественские елки по всей галактике."
Исходя из этих данных, они смогли измерить три наиболее энергичных квазарных потока, наблюдаемых на сегодняшний день, найденных в квазарных галактиках SDSS J1042+1646, SDSS J0755+2306 и 2MASS J1051+1247. Все трое были достаточно сильны, чтобы произвести обратную связь, необходимую для галактического тушения.
Среди них SDSS J1042+1646 был рекордсменом, демонстрируя наиболее быстро ускоряющийся отток. За трехлетний период один из ее потоков увеличился с 70 миллионов километров в час до 74 миллионов километров в час.
Однако это исследование не просто показывает, как галактики могут быть погашены. Это также может быть очень точное объяснение того, почему размер большинства галактик коррелирует с размером их черной дыры.
Если черная дыра сдувает материал, то это не только ограничивает, сколько звезд может образоваться; это также ограничивает материал, которым она может питаться, и, следовательно, насколько велика она может стать.
"Ультрафиолетовые наблюдения Хаббла позволяют нам проследить весь диапазон энергии, выделяемой квазарами, от более холодного газа до чрезвычайно горячего, сильно ионизированного газа в более массивных ветрах", - сказал астроном Джерард Крисс из Института космических телескопов.
"Раньше они были видны только при гораздо более сложных рентгенологических наблюдениях. Такие мощные потоки могут дать новое понимание связи между ростом центральной сверхмассивной черной дыры и развитием всей ее основной галактики."
Исследование было опубликовано в шести статьях в серии дополнений к .