Наблюдения «галактик-медуз» на Очень Большом Телескопе Европейской Южной обсерватории (ESO) выявили ранее неизвестный путь подпитки веществом сверхмассивных черных дыр. Эти галактики получили свое прозвище, так как наделены “щупальцами” – протяженными структурами, состоящими из газа и новорожденных звезд. По-видимому, при их формировании газ поступает в центральную область галактики, где и поглощается таящейся там черной дырой. При этом выделяется интенсивное световое излучение. Этот результат опубликован в журнале Nature, кратко о нем сообщает пресс-релиз ESO.
Группа исследователей под руководством астрономов из Италии при помощи спектрографа MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) на Очень Большом Телескопе (VLT) в обсерватории ESO Параналь в Чили изучала процессы отрыва газа от галактик. В частности, ученые исследовали крайне интересные примеры «галактик-медуз» в близлежащих скоплениях галактик. Щупальца этих галактик распространяются на десятки тысяч световых лет за пределы своих галактических дисков. На сегодняшний день среди галактик обнаружено более 400 кандидатов в «медузы».
Результаты были получены в рамках наблюдательной программы изучения «обдирания» газа GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE) – одной из крупномасштабных программ (ESO Large Programme), целью которой является выяснить, где, как и почему происходит удаление газа из галактик. В ходе программы GASP, реализация которой все еще продолжается, с помощью MUSE должны быть получены глубокие и детальные наблюдательные данные для 114 галактик в различных межгалактических средах, в частности, «медуз».
Щупальца галактик-медуз формируются в скоплениях галактик в ходе процесса «приливного обдирания» (ram pressure stripping). В результате гравитационных взаимодействий галактики начинают с большой скоростью двигаться внутри скоплений, сталкиваясь при этом с горячим и плотным газом: их как бы обдувает мощным потоком ветра, который отрывает газовые «пряди» от галактических дисков и стимулирует внутри этих прядей вспышки звездообразования.
В центре шести из семи «медуз», отобранных для исследования, были обнаружены сверхмассивные черные дыры, подпитываемые окружающим газом. Доля галактик с черными дырами оказалась неожиданно высокой: в среднем она составляет менее одной десятой. «Обнаруженную сильную корреляцию между приливным обдиранием и присутствием активных черных дыр никто ранее не предсказывал и не наблюдал, – говорит руководительница группы Бьянка Поджьянти (Bianca Poggianti) из INAF и Падуанской астрономической обсерватории в Италии. – По-видимому, вещество притекает к центральной черной дыре потому, что часть газа вместо того, чтобы оторваться от галактики, попадает в ее центр».
Сейчас надежно установлено, что почти каждая, если не каждая галактика содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру массой от нескольких миллионов до нескольких миллиардов солнечных масс. Когда черная дыра стягивает на себя вещество из своих окрестностей, происходит выделение электромагнитной энергии, чем объясняются одни из самых мощных явлений во Вселенной: активные галактические ядра (AGN).
Группа рассмотрела также альтернативное объяснение вклада активности центрального ядра активных галактических ядер в отрывание газа от галактики, хотя и нашла его менее вероятным. В скоплениях галактик «медузы» расположены в зоне, где длинные «щупальца» могут формироваться из горячего и плотного межгалактического газа, а не вследствие активности AGN. Однако, более вероятно, что именно приливное обдирание инициирует активность AGN, а не наоборот.
Астрономы давно пытаются понять, почему активна лишь малая часть сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Ведь черные дыры присутствуют почти во всех галактиках. Почему же лишь некоторые из них аккрецируют вещество и в результате ярко излучают? Полученные результаты выявляют ранее неизвестный механизм подпитки черных дыр веществом. Яра Яффе (Yara Jaffé), сотрудник ESO, принимавшая участие в работе, объясняет значение этого открытия: «Наши наблюдения с инструментом MUSE позволяют предполагать существование нового механизма транспортировки газа в окрестность черной дыры. Это дает нам еще одно звено в еще плохо понятной системе связей между сверхмассивными черными дырами и их родительскими галактиками».
Описанные здесь наблюдения – часть выполняемой сейчас значительно более широкой программы исследований гораздо большего числа «медуз». «Когда это обозрение будет окончено, мы надеемся выяснить, сколько и каких богатых газом галактик в скоплениях проходят через стадию возрастания активности их ядер, – заключает Поджьянти. – Понять, как образуются и меняются галактики в расширяющейся и эволюционирующей Вселенной – одна из основных проблем астрономии. Галактики-медузы могут дать ключ к пониманию эволюции галактик, так как они находятся в процессе активной трансформации».
