Вчені зрозуміли, як чорні діри формують галактики і зупиняють зірки: не суцільні потоки, а серія ударів

Міжнародна команда астрофізиків зробила прорив у розумінні того, як надмасивні чорні діри впливають на навколишнє середовище. Виявилося, що окремі “кулі” газу можуть переносити до тисячі разів більше енергії, ніж вважалося раніше. Це ставить під сумнів попередні моделі взаємодії чорних дір з галактиками. 

Дослідники з Японського аерокосмічного агентства (JAXA) та Даремського університету у Великобританії виявили, що надшвидкі вітри, які утворюються поблизу чорних дірок, насправді не є безперервним потоком, як вважалося раніше. Замість цього вони складаються з окремих “газових куль” — імпульсних викидів речовини, що рухаються з різною швидкістю.

Результати дослідження опубліковано в авторитетному науковому журналі Nature.

Відкриття стало можливим завдяки спостереженням, проведеним за допомогою місії XRISM — спільного проєкту Японії та США, який дозволяє з високою точністю аналізувати рентгенівське випромінювання космічних об’єктів. Ці спостереження показали, що вітри, які виникають поблизу надмасивної чорної діри в активній галактиці, поділяються щонайменше на п’ять компонентів, що рухаються з різною швидкістю — від 20 до 3 тисяч кілометрів на секунду.

«Ми очікували побачити рівномірний потік гарячого газу, але замість цього спостерігали щось, що більше нагадує чергу з окремих викидів. Це як дивитися на серію куль, які вилітають одна за одною з гармати», — прокоментувала професор Крістіна Дон, провідна авторка дослідження.

Це відкриття має далекосяжні наслідки для розуміння еволюції галактик. Виявилося, що окремі “кулі” газу можуть переносити до тисячі разів більше енергії, ніж вважалося раніше. Це ставить під сумнів попередні моделі взаємодії чорних дір з галактиками. Такий потужний енергетичний вплив здатен не тільки сповільнити зростання чорної діри, а й повністю зупинити процес утворення нових зірок у її околицях.

Астрофізики давно знали, що надмасивні чорні діри відіграють ключову роль у формуванні галактик, але точний механізм їхнього впливу залишався незрозумілим. Тепер же з’являються нові гіпотези, згідно з якими саме імпульсна, “пульсуюча” природа цих вітрів може бути визначальним фактором у космічній еволюції.

«Це нагадує ситуацію, коли замість постійного натиску чорна діра завдає серію потужних ударів. І кожен з них може змінити долю цілої галактики», — зазначають учені.

Результати відкриття вже активно обговорюються в наукових колах і можуть змусити астрономів переглянути основні підходи до моделювання процесів формування і загибелі зірок, а також структури галактичних центрів.