Космический повар с черной дырой: как джет за 200 тысяч световых лет «варит» красную картофелину, не давая ей рожать звезды

С помощью космического рентгеновского телескопа Chandra астрономы увидели, как джет сверхмассивной черной дыры перемешивает и «варивает» газ, окружающий галактику, которую прозвали «красной картофелиной». И эту картофелину наблюдают такой, какой она была, когда возраст Вселенной составлял около 2 миллиардов лет.

Официально галактика обозначена как MQN01 J004131.9-493704 и находится примерно в 11,7 миллиарда световых лет от Земли, на пересечении обширной космической паутины, вдоль которой галактики формировались в ранней Вселенной. Первоначально обнаруженная космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), эта галактика с ее странным, похожим на кляксу внешним видом и получила столь необычное прозвище.

Красная картофелина находится в космическом «горшке» из холодного и плотного газа. Это немного озадачивает, так как из этого следует, что вокруг нее должны активно формироваться звезды, однако этого не происходит. Новое исследование предлагает объяснение: сверхмассивная черная дыра по соседству с красной картофелиной перемешивает и нагревает газовый «горшок» галактики. Это может препятствовать охлаждению газа и его коллапсу для рождения звездных тел.

«Звезды не формируются так, как мы ожидали, поэтому мы отправились на поиски причины, — заявила руководитель группы Вейхен Ван из Университета Милана-Бикокка в Италии. — Мы обнаружили, что в этой космической кухне, возможно, есть повар».

Неожиданный шеф-повар

На вмешательство сверхмассивной черной дыры в дела красной картофелины впервые указал тот факт, что окружающий ее газ неожиданно турбулентен по сравнению с аналогичными газовыми облаками вокруг подобных галактик.

Ван и ее коллеги принялись искать источник этой турбулентности с помощью Chandra. Тогда-то они и обнаружили джет черной дыры, направленный в сторону красной картофелины, и пришли к выводу, что он, должно быть, врезается в газовую оболочку этой древней галактики.

«Если джет черной дыры взбалтывает газ вокруг красной картофелины, это может сильно замедлить скорость, с которой галактика способна получать новый, свежий материал для формирования звезд, — сказал член команды Себастьяно Канталупо из Университета Милана-Бикокка. — С энергией от этого перемешивания галактика будет голодать и не сможет производить новые звезды с той скоростью, которая ожидается для подобных галактик в ту же космическую эпоху».

Вмешивающаяся сверхмассивная черная дыра находится в галактике, расположенной примерно в 200 000 световых лет от красной картофелины, и эта галактика, напротив, весьма активно формирует новые звезды. Более того, другие галактики по соседству с красной картофелиной тоже рожают новые звезды.

Это открытие, ставшее частью одного из первых исследований, изучающих поведение газа вокруг не формирующих звезды галактик, может оказаться жизненно важным для углубления нашего понимания того, как соседние галактики взаимодействуют и — время от времени — вмешиваются в эволюцию друг друга.

«Красная картофелина оставляет крошки информации, которые могут помочь нам найти ответы на действительно большие вопросы, — сказал член команды Андреа Травашио, также из Университета Милана-Бикокка. — Довольно важная работа для такого галактического клубня».

Исследование команды было опубликовано 7 июля в журнале Astronomy & Astrophysics.

При подготовке статьи использовались данные наблюдений телескопа Chandra, снимки JWST, а также публикация в журнале Astronomy & Astrophysics.