Астрофизики приблизились к разгадке давней тайны крупнейших галактик Вселенной. Данные, полученные с орбитальной обсерватории XRISM, подтверждают гипотезу о том, что сверхмассивные черные дыры могут мешать этим галактикам формировать столько звезд, сколько предсказывают теоретические модели.
Согласно расчетам, самые массивные галактики должны были накопить больше звездной массы, чем наблюдается в реальности. Этот дефицит указывает на существование некоего процесса, который подавляет рождение новых звезд. Исследователи из Мичиганского университета, изучив данные XRISM, нашли новые свидетельства того, что таким процессом могут быть мощные ветры, исходящие от черных дыр.
Когда газ и пыль затягиваются гравитацией в сверхмассивную черную дыру, они образуют вокруг нее аккреционный диск. Вещество в диске разогревается до экстремальных температур и испускает колоссальное количество энергии, в том числе в рентгеновском диапазоне. Одновременно с этим диск может выбрасывать мощные потоки материи, способные выдувать из галактики газ – основной строительный материал для звезд.
Новая рентгеновская обсерватория XRISM, запущенная в 2023 году, позволила изучить этот процесс с беспрецедентной точностью. Ученые сосредоточились на галактике NGC 4151, расположенной в 50 млн световых лет от Земли. В ее центре находится активная черная дыра, что делает галактику идеальным объектом для наблюдений.
Анализ данных показал неожиданную закономерность. Самые мощные потоки вещества от черной дыры возникают не в момент пика рентгеновской вспышки, как можно было бы предположить. Они появляются с задержкой примерно в 10 тыс. секунд, или около трех часов, после вспышки – в тот период, когда рентгеновское излучение становится более «жестким», но его общая яркость падает.
Это открытие впервые позволило установить прямую временную связь между активностью аккреционного диска черной дыры и запуском галактических ветров. Новый метод отслеживания таких потоков поможет астрономам лучше понять, как черные дыры влияют на эволюцию своих галактик и почему в крупнейших из них рождается так мало звезд.
