У самых мощных черных дыр во Вселенной наконец-то есть объяснение

Квазары, самые экстремальные явления во Вселенной, возникают, когда столкновения галактик подают газ на питание черных дыр, предполагает новое исследование. Ученые могут раскрыть 60-летнюю тайну, обнаружив, что квазары - энергичные объекты, которые питаются жадными сверхмассивными черными дырами и могут затмить триллионы звезд вместе взятых, - образуются, когда галактики сталкиваются и сливаются.

Результаты указывают на то, что Млечный Путь может стать хозяином собственного квазара, когда он столкнется с соседней галактикой Андромеды через несколько миллиардов лет. Ученые ранее отслеживали яркие, энергичные излучения квазаров к областям в сердцах галактик, имеющим размеры примерно равные ширине солнечной системы, что означает, что квазары должны происходить от невероятно компактных объектов.

Главная теория предполагает, что квазары являются сверхмассивными черными дырами, нагревающими огромное количество окружающего газа, что вызывает высвобождение огромного количества излучения перед тем, как материал упадет на поверхность черной дыры. С момента их открытия шесть десятилетий назад квазары озадачивали ученых, в основном потому, что непонятно, как сверхмассивные черные дыры могут привлекать достаточно сырья для того, чтобы обеспечить такие мощные выбросы.

Хотя сверхмассивные черные дыры обитают в центрах большинства галактик, газ, необходимый для питания квазаров, обычно находится на окраинах галактик. Таким образом, должен существовать какой-то способ доставки газа к сердцам галактик. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, использует глубокие наблюдения изображений с телескопа Исаака Ньютона на Канарских островах Испании, чтобы, наконец, разгадать эту загадку. "Чтобы понять, как зажигаются квазары, нам нужно определить, как газ может попадать в центр хозяйских галактик с достаточно высокими скоростями," сказал ведущий автор исследования Клайв Тадхантер, профессор в Департаменте физики и астрономии Университета Шеффилда в Великобритании, в электронном письме Live Science. "Одна из идей заключается в том, что необходимый радиальный спад вызван столкновениями между галактиками, чьи связанные гравитационные силы могут нарушить газ от его обычных круговых орбит."

Сравнивая 48 близлежащих галактик, в которых находятся квазары, с 100 галактиками без квазаров, исследователи обнаружили наличие искаженных структур на краях галактик, содержащих квазары. Эти структуры также указывают на прошлое или текущее столкновение и слияние с другой галактикой, сказал Тадхантер. "Мы обнаружили высокую степень таких структур в галактиках, содержащих квазары, в три раза больше, чем в тщательно подобранной контрольной выборке галактик без квазаров, которые были снимаемы с использованием тех же техник", сказал Тадхантер. "Это дает сильные доказательства того, что квазары действительно возникают при столкновениях галактик." Исследования команды не являются первым случаем, когда слияния галактик связаны с квазарами.

Однако Тадхантер отметил, что попытки проверить эту гипотезу путем поиска искаженных структур на внешних частях галактик, характерных для таких столкновений, ранее были неоднозначными. "В некоторых исследованиях были обнаружены ожидаемые структуры, но в других нет", продолжил он.

"Мы считаем, что большая часть прошлой двусмысленности в этой области связана с тем, что многие из предыдущих исследований изображений не имели достаточной глубины, чтобы обнаружить иногда бледные искаженные структуры во внешних частях галактик, которые содержат квазары." Квазары могут оказывать большое влияние на эволюцию галактик, в которых они находятся; лучшее понимание того, как зажигаются квазары, может помочь ученым усовершенствовать свои модели эволюции галактик и эволюции Вселенной в целом. "Важно понимать, как, когда и где возникают квазары, поскольку после их запуска огромная радиационная мощь, генерируемая квазаром, может оказать большой, разрушительный эффект на окружающую хозяйскую галактику", сказал Тадхантер.

"Например, давление излучения может вытеснить оставшийся газ в остаточной галактической системе. Поскольку газ необходим для образования новых звезд, это приведет к прекращению любой будущей активности звездообразования, что фактически является агонией галактики." Тадхантер также отметил, что понимание связи между столкновениями галактик и квазарами имеет жизненно важное значение для определения будущего нашего собственного уголка космоса. "Ближайшая большая галактика — спираль Андромеды — движется прямо на нас с высокой скоростью и столкнется и сольется с Млечным Путем примерно через 5 миллиардов лет", сказал он. "Когда это произойдет, вероятно, будет запущен квазар, поскольку газ попадет в центр остаточной системы." Команда планирует продолжить работу над этим исследованием, изучая другие квазары, которые находятся на большем расстоянии и которые были обнаружены с использованием других методов, чтобы увидеть, есть ли у них такие же особенности, которые связывают их со столкновениями галактик.

• Уникальный диск вокруг Веги: что раскрыли телескопы Hubble и Webb
• Учёные готовятся к амбициозному исследованию тёмной материи и энергии
• Объяснено происхождение рентгеновского излучения от черных дыр
• Космический корабль DART NASA навсегда изменил форму и орбиту лунного астероида
• Учёные выявили человеческое влияние на рост озона в верхней тропосфере
• Новая модель опровергла ведущую теорию о формировании континентов Земли
• Сверхмассивная черная дыра растет как младенческая звезда
• Новый ветер дует от исторической сверхновой