Как «красные гейзеры» остаются спокойными: холодный газ подпитывает чёрные дыры

Астрономы выяснили, как массивные галактики, известные как «красные гейзеры», остаются «спящими» и не формируют новые звёзды в течение миллиардов лет, несмотря на наличие газа. Новое исследование показывает, что медленные, организованные потоки холодного газа питают центральные сверхмассивные чёрные дыры, поддерживая мягкую обратную связь, которая подавляет звёздообразование.

«Красные гейзеры» составляют лишь 6–8% близких неактивных галактик. Они отличаются протяжёнными истечениями ионизированного газа на десятки тысяч световых лет, что считается признаком активности чёрной дыры. Загадкой оставался источник топлива для этих чёрных дыр.

Команда под руководством студента Калифорнийского университета в Санта-Круз Ариана Могни изучила движение холодного нейтрального газа в 140 таких галактиках по данным обзора SDSS-IV MaNGA. Анализ спектральных линий поглощения натрия (Na I D) показал, что газ медленно (около 47 км/с) и упорядоченно движется к центру галактики, а не хаотично.

Скорость этого движения составляет лишь около 10% от скорости свободного падения. Исследование также выявило чёткую связь между притоком газа и активностью чёрной дыры: в галактиках, обнаруженных в радиодиапазоне (признак активности), приток холодного газа был примерно на треть больше.

Ещё более значительные запасы падающего газа обнаружены в «красных гейзерах», которые взаимодействуют с соседними галактиками или пережили малые слияния. У таких галактик площадь, покрытая холодным газом, в среднем в 2,5 раза больше, чем у изолированных систем.

«Малые слияния и взаимодействия — это эффективный процесс пополнения запасов, — сказал Могни. — Они доставляют холодный газ, который падает и питает чёрную дыру, что позволяет ей продолжать подавлять звёздообразование в течение долгого времени».

Результаты поддерживают циклическую модель, в которой газ, поступающий в центр галактики, питает чёрную дыру. Та, в свою очередь, генерирует обратную связь, подавляющую рождение новых звёзд. Это позволяет массивным галактикам оставаться неактивными, даже если сырьё для звёзд формально присутствует.

Исследование предоставляет редкие наблюдательные доказательства этого тонкого баланса и подчёркивает ценность крупных обзоров с пространственным разрешением, таких как MaNGA.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как астрономия переходит от простого каталогизации объектов к пониманию динамических процессов, управляющих эволюцией галактик. Открытие медленных, упорядоченных потоков газа, а не хаотичных, меняет наше представление о «питании» чёрных дыр в спокойных галактиках.