Галактическое убийство: Сверхмассивные черные дыры оказались серийными хищниками, убивающими соседей

Ученые давно подозревали, что активные сверхмассивные черные дыры способны убивать свои собственные галактики, но новое исследование предполагает, что эти космические титаны больше похожи на серийных убийц, которые могут распространять свою смертоносную ярость на многие световые года, уничтожая и соседние галактики.

Для ученых «смерть» галактики означает прекращение звездообразования. Известно, что сверхмассивные черные дыры вызывают это, когда активно поглощают материю, нагревая свои запасы газа и пыли и заставляя это вещество излучать мощную радиацию. Это излучение либо отталкивает газ — строительный материал звезд, тем самым лишая галактики и сами черные дыры пищи, — либо просто нагревает этот газ, не давая ему достаточно остыть, чтобы сжаться и породить звезду. Оба исхода могут замедлить или даже полностью остановить звездообразование.

«Традиционно считалось, что, поскольку галактики находятся так далеко друг от друга, они развиваются в основном сами по себе, — заявил в своем заявлении руководитель группы Йонгда Чжу из Университета Аризоны. — Но мы обнаружили, что очень активная сверхмассивная черная дыра в одной галактике может влиять на другие галактики на расстоянии миллионов световых лет, что говорит о том, что эволюция галактик может быть в большей степени коллективным усилием».

Чжу и его коллеги указывают на то, что это влияние предполагает существование «галактической экосистемы», подобной связанным экосистемам Земли, в которых изменения в одном регионе могут глубоко повлиять на условия в другом.

«Активная сверхмассивная черная дыра — это как голодный хищник, доминирующий в экосистеме, — сказал он. — Проще говоря, она поглощает материю и влияет на то, как растут звезды в соседних галактиках».

Вот тебе и добрый сосед!

Хотя считается, что сверхмассивные черные дыры с массами в миллионы или даже миллиарды раз больше массы Солнца обитают в центрах всех крупных галактик, не все из этих объектов являются космическими убийцами. Например, Стрелец А* в центре Млечного Пути, возможно, когда-то и подавлял звездообразование в нашей галактике, но сегодня он спокоен и существует на диете, эквивалентной тому, как если бы человек съедал одно рисовое зернышко раз в миллион лет.

Активные сверхмассивные черные дыры жадно пожирают материю из окружающего их вращающегося облака, называемого аккреционным диском. Их огромная гравитация порождает в этом диске приливные силы, вызывающие интенсивное трение, что приводит к высоким температурам, заставляющим эту область ярко сиять во всем электромагнитном спектре. Эта турбулентная область, известная как активное ядро галактики, видна из далекого космоса как феномен, называемый «квазаром», часто затмевая совокупный свет всех звезд в своей родной галактике.

Однако не вся материя в аккреционном диске направляется к черной дыре. Часть вещества направляется к полюсам сверхмассивной черной дыры, откуда выбрасывается наружу в виде параллельных джетов, движущихся с околосветовой скоростью. Эти джеты могут простираться далеко за пределы галактики, в которой обитает активная сверхмассивная черная дыра.

Неудивительно, учитывая интенсивное излучение аккреционного диска и бурные выбросы, представленные этими двойными джетами, что активные сверхмассивные черные дыры оказывают мощное влияние на эволюцию своих родных галактик.

С тех пор как космический телескоп Джеймса Уэбба начал исследовать космос, проявилась любопытная закономерность, касающаяся квазаров. Чем массивнее и мощнее эти активные сверхмассивные черные дыры, тем меньше, кажется, их окружают соседние галактики. Это любопытно, потому что крупные галактики обычно находятся в скоплениях, а не изолированно.

«Мы были озадачены, — объяснил Чжу. — Неужели дорогущий "Уэбб" сломался? — добавил он со смехом. — Затем мы поняли, что галактики, возможно, там и есть, но их трудно обнаружить, потому что их недавнее звездообразование было подавлено».

Чжу и его коллеги начали подозревать, что яркие квазары могут подавлять звездообразование не только на своих собственных галактических задворках; возможно, они беспокоят и соседей.

Чтобы исследовать возможность того, что активные сверхмассивные черные дыры убивают звездообразование в соседних галактиках, команда взялась за изучение одного из самых ярких квазаров из когда-либо виденных, J0100+2802. Этот квазар существовал, когда Вселенной было меньше миллиарда лет, а его центральный двигатель — сверхмассивная черная дыра с массой около 12 миллиардов масс Солнца.

Используя Уэбб, ученые искали следы ионизированного кислорода в галактиках вокруг J0100+2802, что является признаком недавнего звездообразования. Они обнаружили, что этот маркер рождения звезд был гораздо более редким в галактиках в пределах миллиона световых лет от мощного квазара, чем в галактиках за пределами этого радиуса. Это намекает на подавленное звездообразование в этих близлежащих галактиках.

«Известно, что черные дыры "поедают" много всего, но в процессе активного поглощения и в своей светящейся форме квазара они также испускают очень сильное излучение. Интенсивное тепло и радиация расщепляют молекулярный водород, из которого состоят огромные межзвездные газовые облака, лишая их потенциала накапливаться и превращаться в новые звезды, — сказал Чжу. — Впервые у нас есть доказательства того, что это излучение влияет на Вселенную в межгалактическом масштабе.

Квазары подавляют звездообразование не только в своих родных галактиках, но и в соседних галактиках в радиусе как минимум миллиона световых лет».

Теперь команда намерена искать этот эффект в других так называемых полях квазаров, чтобы получить более четкую картину того, как сверхмассивные черные дыры влияют на свои космические окрестности.

«Понимание того, как галактики влияли друг на друга в ранней Вселенной, помогает нам лучше понять, как сформировалась наша собственная галактика, — сказал Чжу. — Теперь мы понимаем, что сверхмассивные черные дыры могли играть гораздо большую роль в эволюции галактик, чем мы думали ранее, выступая в роли космических хищников, влияющих на рост звезд в соседних галактиках в ранней Вселенной».

Результаты работы команды были опубликованы 3 декабря 2025 года в The Astrophysical Journal Letters.

Открытие переворачивает представление о галактиках как об изолированных "островах вселенной". Оказывается, их судьбы тесно переплетены невидимыми, но смертоносными нитями, исходящими от прожорливых монстров в их центрах. Это заставляет по-новому взглянуть на эволюцию космоса: возможно, это не просто мирный разлет галактик после Большого взрыва, а жестокая драма выживания, где активность одного объекта может обречь на безмолвное угасание целые звездные мегаполисы по соседству. И кто знает, не окажется ли однажды, что наш собственный Млечный Путь, с его пока спящим центром, тоже находится в тени какого-то далекого, но невероятно могущественного "хищника", чье влияние мы только начинаем осознавать.