Черные дыры контролируют образование звезд в больших галактиках

Группа ученых из США, Германии и Испании выяснила, что сверхмассивные черные дыры прекращают образование звезд, которое происходит в больших галактиках. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature.

В молодых галактиках новые звезды появляются очень быстро, но как только галактика образовалась до конца, этот процесс прекращается. На это влияет сверхмассивная черная дыра, которая есть в центре каждой большой галактики и которая в миллионы раз больше Солнца. Она оказывает гравитационные эффекты на звезды в галактике и иногда усиливает радиацию от активного ядра галактики. Ученые считают, что эта энергия и выключает образование звезд, нагревая и рассеивая газ, который превратился бы в звезду, как только остыл.

Авторы изучили массивные галактики, где масса центральной черной дыры уже была измерена. Чтобы понять, как развивались эти галактики, ученые анализировали спектр их излучения, используя телескоп Хобби-Эберли. При сопоставлении результатов авторы увидели, что процессы формирования галактик с разными по массе центральными черными дырами очень отличаются. Астрономы выяснили, что эти различия были связаны только с массой черной дыры, а не с размерами галактики или ее морфологией.

«В галактиках одинаковой массы, но с разной массой их центральных черных дыр, процесс формирования звезд заканчивался раньше там, где черные дыры были массивнее, и наоборот. Это значит, что появление звезд в галактиках с меньшей массой центральных черных дыр протекало дольше», – рассказал Игнацио Мартин-Наварро, кандидат физико-математических наук, сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

Авторы отмечают, что ранее не получалось добиться таких результатов, потому что время протекания всех процессов очень разнится: звезды могут формироваться в течение сотен миллионов лет, в то время как выброс энергии активного ядра галактики может произойти за более короткое время. Такие ядра отличаются друг от друга, и их характеристики зависят от многих факторов: размере черной дыры, уровень аккреции материала, попадающего на черную дыру и многих других.