Астрофізики виявили надмасивну чорну діру, яка повільно морить свою галактику голодом

Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) нещодавно допоміг розкрити космічне «вбивство» – передчасну смерть Галактики Пабло, офіційно відомої як GS-10578 та розміром приблизно з наш Чумацький Шлях. І вона мертва лише всього через 2 мільярди років після Великого вибуху.

Про це розповідають OstanniPodii.com з посиланням на пресреліз Кембридзького університету – https://ostannipodii.com/a/202409/vebb-stav-svidkom-yak-chorna-dira-vimoryue-golodom-svoyu-galaktiku-100032554/

Світло від цієї далекої галактики почало свою подорож через космос приблизно через 2 мільярди років після Великого вибуху, щоб досягти Землі та дати нам знімок раннього Всесвіту. Але знімок, який дійшов до нас, по суті, є фотографією з місця злочину, тому що з галактичної точки зору Галактика Пабло мертва, тобто вона перестала утворювати нові зорі. Використовуючи інструменти JWST, астрофізик Кембриджського університету Франческо Д’Євгеніо та його колеги спіймали на гарячому надмасивну чорну діру, яка повільно морила галактику голодом до смерті.

«Ми знайшли винуватця: чорна діра вбиває цю галактику», – говорить Д’Євгеніо, який очолював нещодавнє дослідження. Він та його колеги опублікували свою роботу в журналі Nature Astronomy.

Д’Євгеніо та його колеги використовували чутливі інфрачервоні інструменти JWST, щоб помітити те, що інші дослідники пропустили: щільні потоки холодного газу, що мчать геть від галактики. Надмасивна чорна діра, що ховається в самому серці Галактики Пабло, викидає газ — який в іншому випадку міг би стати сировиною для мільярдів нових зірок — у космос зі швидкістю близько 1000 кілометрів на секунду. Без щільних хмар міжзоряного газу галактика не може утворювати нові зорі, а це означає, що коли зорі, які зараз освітлюють Галактику Пабло, вигорять через кілька мільярдів років, вона назавжди згасне.

Згідно з розрахунками Д’Євгеніо та його колег, чорна діра викидає в космос більше матеріалу, ніж потрібно галактиці для виживання. Попередні дослідження помітили, що Галактика Пабло вмирає, але вони помітили лише слабкі клапті теплого газу, що витікають з центру галактики. Ці набагато менші потоки газу не були достатньою втратою, щоб пояснити, чому галактика перестала утворювати нові зірки. Але коли Д’Євгеніо та його колеги подивилися на цю галактику за допомогою інструментів JWST, вони зрозуміли, що галактика, по суті, кровоточить міжзоряним газом.

«Якщо у неї було достатньо часу, щоб досягти такого величезного розміру. Який би процес не зупинив зореутворення, він, ймовірно, стався відносно швидко», – говорить астрофізик Кембридзького університету Роберто Майоліно, співавтор дослідження. «У ранньому Всесвіті більшість галактик утворюють багато зірок, тому цікаво побачити таку масивну мертву галактику в цей період часу».

Виявляється, що більша частина газу, який витікає з Галактики Пабло, настільки холодна, що не випромінює ні світла, ні навіть тепла. Астрономам знадобилися дуже чутливі інструменти JWST, щоб виявити дуже слабке інфрачервоне випромінювання, яке надходить від газових потоків — і помітити, що ці потоки блокують частину світла від зірок позаду них.

Надмасивна чорна діра в центрі Галактики Пабло прискорює газ до швидкості достатньо великої, щоб уникнути потужної гравітації галактики.

Д’Євгеніо та його колеги планують ще раз поглянути на Галактику Пабло за допомогою Атакамської великої міліметрової/субміліметрової решітки — масиву мікрохвильових антен високо в пустелі Атакама в Чилі. ALMA може зазирнути у далекі галактики у ще довших довжинах хвиль світла, ніж JWST. Це означає, що радіотелескоп дозволить астрономам побачити найтемніші, найхолодніші ділянки газу в Галактиці Пабло, побачити, де паливо для зореутворення все ще може бути заховане, поза смертоносною досяжністю надмасивної чорної діри.