Черные дыры - это самые массивные объекты во Вселенной. Их гравитационное притяжение настолько сильно, что ничто не может от него ускользнуть - даже свет. Но согласно новому исследованию NASA, черные дыры могут играть более сложную роль в галактических "экосистемах". В частности, было обнаружено, что рядом с черной дырой происходит формирование новой звезды, и этот факт дает нам возможность узнать, как вообще образуются массивные черные дыры.
Звёздные ясли
Около десяти лет назад Эми Рейнес, тогда еще магистрант, обнаружила черную дыру в галактике, расположенной на расстоянии около 30 миллионов световых лет от Земли, в южном созвездии Компаса (Pyxis). Она сразу поняла, что с этой чернотой что-то не так, но что именно - выяснилось лишь недавно благодаря последним наблюдениям "Хаббла"
Массивная чёрная дыра находится в самом центре карликовой галактики Henize 2-10 и всего в 30 миллионов световых лет от нас. "Хаббл" смог очень четко зафиксировать как визуальные, так и спектроскопические свидетельства излучения черной дыры. Дополнительным сюрпризом стало то, что вместо того, чтобы препятствовать звездообразованию, излучение провоцирует рождение новых звезд", - сказал Закари Шутте, аспирант Рейнес и ведущий автор нового исследования.
Henize 2-10, является так называемой галактикой со вспышкой звездообразования - в ней звезды образуются с очень высокой скоростью, примерно в 1000 раз быстрее, чем обычно. По сравнению с другими галактикам она относительно мала и относится к типу карликовых галактик.
Image credits: Schutte и Reines (2022).
Исследователям уже было известно о необычном газовом образовании в этом районе, но "Хабблу" удалось также получить изображение выброса, связанного с центральной черной дырой. Хотя этот процесс до конца не изучен, астрономы считают, что черные дыры (или, по крайней мере, некоторые из них) действительно испускают потоки газа, несмотря на свою огромную гравитацию. В Henize 2-10 этот выброс движется со скоростью около миллиона миль в час, врезаясь в газовый кокон, и, как оказалось, новорожденные звезды движутся по пути этого выброса.
В больших галактиках все происходит наоборот: материал, падающий к черной дыре, образует струи плазмы, которые не позволяют образовываться звездам. Но, по-видимому, в менее массивной галактике Henize 2-10 потоки излияния имеют именно те условия, при которых происходит образование новых звезд. Ранее исследования в основном фокусировались на крупных галактиках, по которым имеется больше данных. До недавнего времени карликовые галактики оставались малоизученными, и только теперь, благодаря "Хабблу", исследователи начинают их изучать.
"Благодаря высочайшему разрешению "Хаббла" в газовых потоках четко прослеживается штопорообразный рисунок, который мы можем увязать с моделью движущегося вихревого потока из черной дыры. У остатков сверхновой такой картины не было бы, и поэтому это фактически доказательство того, что это черная дыра", - сказал Рейнес.
Роль, которую играют черные дыры во Вселенной, является одной из самых больших загадок в астрономии, и чем больше информации мы получаем, тем больше убеждаемся, что с ними всё далеко не так просто, как казалось раньше.
Например, совсем недавно исследователи поняли, что большинство (если не все) галактик имеют в своем центре черную дыру. И чем массивнее галактика, тем массивнее её черная дыра. Или нет!? Наоборот?! Масса чёрной дыры влияет на размеры галактики!?
Однако пока мы не знаем, как образовались эти черные дыры в центрах галактик (их также называют сверхмассивными черными дырами). Некоторые исследователи предполагают, что они образовались как "обычные" черные дыры и каким-то образом накапливали все большую и большую массу; другие считают, что они могли образоваться только в особых условиях на ранних стадиях развития Вселенной; еще одна альтернативная теория утверждает, что "семена" этих черных дыр происходят из плотных звездных скоплений, которые разрушаются под действием гравитации. Возможно, изучение черной дыры в Henize 2-10 может дать ключ к разгадке этих теорий.
В течение длительного времени черная дыра в этой галактике оставалась относительно небольшой и не накопила много вещества. Это позволяет предположить, что она относительно не изменилась с момента своего образования, по сути, открывая окно в ранние периоды существования Вселенной.
"Эпоха образования первых черных дыр - это не то время, которое мы можем увидеть, поэтому возникает большой вопрос: откуда они взялись? Карликовые галактики могут хранить некоторую информацию о сценарии зарождения черных дыр, которая считалась потерянной во времени и пространстве ", - подводит итог Рейнес.
Источники:
https://www.nature.com/articles/nature09724
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04215-6
