До сих пор
сверхмассивные чёрные дыры (ЧД) подозревались лишь во
влиянии на своё непосредственное окружение.
Однако международная группа
учёных из Германии, Канады и США обнаружила, что рассеянный газ
межзвёздного пространства может поглощать гамма-лучи, испускаемые
аккреционным диском ЧД, при этом сильно
нагреваясь.
Сей
неожиданный результат может иметь самые серьёзные последствия для
понимания процесса формирования галактик. Результаты исследования
опубликованы в Astrophysical Journal и Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society.
Каждая галактика, не исключая
нашей, имеет в
своём центре сверхмассивную ЧД. Когда проваливающееся в неё вещество
нагревается, оно испускает мощное гамма-излучение, которое может быть
обнаружено земными наблюдателями (блазары). Однако испускаемые
аккреционным диском гамма-лучи высоких энергий эффективно поглощаются
межзвёздным газом — в отличие, скажем, от радиоволн. При этом образуются
электроны и позитроны. Первоначально они двигаются с субсветовыми
скоростями, однако затем тормозятся о межзвёздный газ, нагревая его.
Согласно новому исследованию, нагрев идёт в 10 раз интенсивнее, чем
считалось, для регионов со средней плотностью межзвёздного газа и в 100
раз интенсивнее — в регионах с низкой его
плотностью.
Блазары,
сильнейшие источники электромагнитной активности в ядрах некоторых
галактик, связываются именно со сверхмассивными ЧД. (Фото ESA / NASA /
AVO Project / Paolo
Padovani.)
«Блазары
переписывают тепловую
историю Вселенной», — без лишних экивоков постулирует д-р Кристоф
Пфоммер из Гейдельбергского института теоретических исследований
(Германия), один из ведущих авторов исследования.
И,
похоже, это
действительно так. Эмпирические наблюдения показывают, что галактики с
наиболее активными чёрными дырами в ядрах формируют значительно меньше
звёзд, чем те, в которых активность сверхмассивных ЧД в центре не столь
высока.
Проведённое исследователями моделирование
(потребовавшее
расчётов на суперкомпьютере) показало, что картина дополнительного
блазарного нагрева межзвёздного газа гораздо лучше согласуется с
наблюдаемой интенсивность поглощения им УФ-излучения (более
ионизированный газ хуже поглощает
УФ-излучение).
Красная
линия куда больше соответствует результатам наблюдений, чем синяя, в
которой нагрев от блазаров не учтён. (Изображение
HITS).
Кроме
того, нагрев межзвёздного газа блазарами наконец-то может разрешить
проблему необычайно малого количества наблюдаемых карликовых галактик,
которых, согласно имеющимся моделям, должно быть гораздо больше. Дело в
том, что вероятность формирования именно карликовой галактики выше всего
в районах с низкой плотностью межзвёздного газа. Однако именно в таких
районах нагрев газа гамма-излучением сверхмассивных ЧД будет
максимальным — а значит, и вынос разогретого газа за пределы такого
региона окажется наибольшим, что резко затруднит концентрацию
протозвёздного материала и само звездообразование. Следовательно,
карликовых галактик просто не может сформироваться столько, сколько
предсказывают существующие космологические
модели.
Подготовлено по материалам Phys.Org и arXiv.
http://planeta.moy.su/
