Астрономы признали черные дыры главными "убийцами" древних галактик
Сверхактивные галактики, существовавшие на заре жизни Вселенной, погасли и превратились в "мертвые" эллиптические галактики благодаря необычно высокой активности гигантских черных дыр в их центре, заявляют ученые, опубликовавшие статью в журнале Astrophysical Journal.
"Эти квазары могли играть центральную роль в угасании самых активных галактик, где звезды рождались с рекордно высокой скоростью. Они стали "убийцами" своих галактики по той причине, что они были достаточно мощными для того, чтобы выбросить почти весь газ из них, уничтожив все "стройматериалы" для будущих звезд", - рассказывает Хай Фу (Hai Fu) из университета Айовы (США).
Примерно половина галактик, окружающая Млечный Путь в обозримой Вселенной, является "мертвой" с точки зрения космологической эволюции - в них достаточно давно прекратили формироваться новые звезды, и поэтому они постепенно "краснеют" и угасают. Почему это происходит, ученые пока не знают, и на этот счет есть много гипотез.
К примеру, российско-немецкий астроном Алексей Финогенов полагает, что галактики умирают от "обжорства" - количество "звездных стройматериалов" в них в прошлом было настолько высоким, что в них была запущена взрывообразная реакция формирования новых светил, быстро опустошившая запасы этих нейтральных газов. Другие ученые считают, что в смерти галактик виноваты черные дыры, "удушающие" их изнутри, или даже темная материя.
Фу и его коллеги нашли доказательства в пользу того, что "киллерами" таких галактик выступали сверхактивные черные дыры в их центре, наблюдая за рядом древнейших скоплений звезд в ранней Вселенной, которые мы видим в том состоянии, в котором они находились примерно 12 миллиардов лет назад.
Все они, как рассказывают ученые, принадлежат к классу так называемых сверхярких инфракрасных галактик - чрезвычайно активных скоплений звезд, большая часть которых закрыта от нашего взора очень плотной и толстой "шубой" из пыли. Подобные объекты невозможно увидеть при помощи обычных оптических телескопов, но зато излучение, вырабатываемое зернами пыли в этой "шубе", хорошо заметно для инфракрасных и микроволновых телескопов.
Наблюдая за этими галактиками при помощи инфракрасного орбитального телескопа "Гершель" и микроволновой обсерватории ALMA, астрофизики заметили нечто необычное - оказалось, что примерно два десятка из них находилось в тех же точках, где раньше были найдены сверхяркие квазары - сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие и "выплевывающие" материю.
Подобное открытие стало неожиданностью для ученых, так как астрономы раньше предполагали, что все сверхяркие инфракрасные галактики должны быть полностью закрыты "коконом" из пыли, через который излучение квазаров не должно было пробиваться. Оказалось, что это далеко не так, и что черные дыры все же иногда могут "пробивать" пылевой щит и выбрасывать горячий газ за пределы галактики.
Причиной этого, как показали дальнейшие наблюдения за этими объектами, было то, что эти черные дыры увеличивались в размерах с невозможно высокой скоростью, повышая свою массу примерно в три раза быстрее, чем сами галактики. Это, как считают ученые, позволяло им достигать сверхвысокой мощности, необходимой для уничтожения пылевой "шубы" сверхярких галактик.
Подобным образом, как считают Фу и его коллеги, могли возникнуть все современные эллиптические галактики, звезды в которых перестали формироваться в далеком прошлом. Точный ответ на этот вопрос можно будет получить лишь через 2-3 года, когда начнет свою работу космический телескоп "Джеймс Уэбб" и ряд других обсерваторий, способных получить фотографии этих галактик.
