JWST: чёрные дыры блокируют звездообразование в галактиках

Автор: Unsplash/CC0 Public Domain

Международная команда обнаружила, что более 90% галактического ветра состоит из нейтрального газа, и поэтому в предыдущих исследованиях он был практически невидим. Эта работа является первым прямым подтверждением того, что сверхмассивные черные дыры способны закрывать галактики.

Разница между этим новым исследованием и предыдущими работами заключается в типе наблюдаемого газа: до сих пор можно было обнаружить только ионизированный газ, который является теплым; в то время как JWST смог также обнаружить нейтральный газ, который является холодным.

Доктор Ребекка Дэвис (Rebecca Davies) из Центра астрофизики и суперкомпьютерных технологий Технологического университета Суинберна (Swinburne University of Technology) возглавила австралийскую команду, которая сделала это открытие и помогла обнаружить мощный выброс, вызванный черными дырами, в далекой массивной галактике с очень низким уровнем звездообразования.

«Истечение удаляет газ быстрее, чем газ превращается в звезды, что указывает на то, что истечение, вероятно, окажет очень существенное влияние на эволюцию галактики. Наши результаты предоставляют новые доказательства того, что потоки, вызванные черными дырами, способны быстро остановить или «погасить» звездообразование в массивных галактиках».

Когда звездообразование прекращается, это означает, что в галактике перестали образовываться звезды. Это представляет собой трансформацию между галактикой, которая активно формирует звезды, что позволяет ей расти и изменяться, и галактикой, которая «мертва» и статична. Таким образом, угасание является фундаментальным процессом в жизненном цикле галактик. Однако астрономы до сих пор не понимают в деталях, что приводит к тому, что галактики перестают образовывать звезды.

Вместе со всемирно признанными исследователями, в частности с ведущим автором Сирио Белли из Болонского университета, доктор Дэвис изучала галактику, расположенную на огромном расстоянии от Земли, свету которой потребовалось более 10 миллиардов лет, чтобы достичь нас.

Активные ядра галактик (АЯГ) — сверхмассивные черные дыры, потребляющие большое количество газа, — могут вызывать истечения из галактик. Самые мощные АЯГ вызывают очень массивные выбросы, которые, возможно, могут удалить весь газ из родительских галактик за относительно «короткий» промежуток времени и привести к прекращению звездообразования.

«JWST позволил нам наблюдать более холодную, нейтральную газовую фазу нормальных истечений, вызванных АЯГ, в далеких галактиках. В исследованной галактике мы обнаружили, что скорость истечения в нейтральной фазе была примерно в 100 раз больше, чем скорость истечения в ионизированной фазе, что обнажает большое количество вытекающей массы, которая ранее была невидима».

Доктор Дэвис говорит, что JWST можно использовать для обнаружения гораздо большей части истечения, тогда как предыдущие наблюдения ионизированного газа смогли обнаружить только около 1%.

«До JWST мы исследовали только верхушку айсберга, когда речь заходила об исходящей массе».

Команда с нетерпением ждет того, что они могут обнаружить при анализе большего количества галактик в будущем.

Больше информации: Sirio Belli et al, Star Formation Shut Down by Multiphase Gas Outflow in a Galaxy at a Redshift of 2.45, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07412-1

Источник: Swinburne University of Technology