В ядрах большинства, если не всех, больших галактик скрываются сверхмассивные черные дыры с массами в миллионы, а иногда и миллиарды масс Солнца. Во многих галактиках, включая наш Млечный Путь, центральные черные дыры тихие. Но в некоторых галактиках, особенно в ранней истории Вселенной, ядра чрезвычайно активны. В них скрываются настоящие монстры, фонтанирующие излучением, которое испускает падающее на них вещество.

Одна из нерешенных загадок — откуда берется материал для активизации спящей черной дыры и что является спусковым крючком для мощных всплесков излучения в ядрах галактик. До сих пор многие астрономы полагали, что большинство из активных ядер появились в результате гравитационного взаимодействия или даже слияния двух галактик, когда разрушения, вызванные приливными силами, в конечном счете поставляли топливный материал для центральной черной дыры. Новые результаты показывают, что эта идея может быть неверной для многих активных галактик.

Международная группа астрономов (COSMOS collaboration) и Виола Аллевато (Viola Allevato) из института им. Макса Планка детально исследовали более 600 активных галактик в хорошо изученном участке неба в созвездии Сектанта, т. н. поле COSMOS’а. Как и ожидалось, астрономы обнаружили относительно малое количество очень ярких активных галактик, в то время как большая часть активных галактик на расстояниях до 11 миллиардов световых лет были лишь умеренно яркими. Но что явилось сюрпризом, так это тот факт, что их активность, даже в далеком прошлом, не была вызвана процессом слияния галактик.

Исследование, результаты которого будут опубликованы в «Астрофизическом журнале», состояло из двух этапов. На первом этапе выявлялись активные галактики. Эта работа проводилась с помощью рентгеновской обсерватории XMM-Newton, которая регистрировало рентгеновское излучение из окрестностей черных дыр (Как известно, падающее на черную дыру вещество разогревается до огромных температур и потому светит в основном в рентгеновском диапазоне). Второй этап состоял в исследовании отобранных галактик при помощи Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории. С помощью этого инструмента ученые определили расстояния до галактик.

Снимок поля проекта COSMOS, полученный Канадо-французским гавайским телескопом (CFHT). На фото видно огромное количество галактик. Красными крестиками отмечены некоторые из активных галактик, в ядрах которых находятся сверхмассивные черные дыры. Фото: CFHT/IAP/Terapix/CNRS/ESO

Вся работа заняла более пяти лет. Как результат, астрономы получили объемную карту распространения активных галактик. Теперь они могли сравнить наблюдения с теорией, а также увидеть, как меняется ираспределение активных галактик в зависимости от возраста Вселенной — начиная с 11 миллиардов лет тому назад и до наших дней.

Оказалось, что активные ядра находятся в основном в больших массивных галактиках с большим скоплением темной материи. Это оказалось сюрпризом для астрономов. Если большинство активных ядер появились вследствие столкновений или слияния галактик, как предсказывала теория, то они должны были бы находиться в галактиках средней массы (около триллиона масс Солнца). Однако астрономы обнаружили, что активные галактик в среднем в 20 раз тяжелее.

Что это значит? По-видимому, теория возникновения активности в ядрах как результат столкновения галактик верна лишь для небольшого процента наблюдаемых звездных систем. В большинстве же случаев сверхмассивные черные дыры подпитываются за счет ресурсов внутри самих галактик. Кстати, примерно то же недавно выяснилось и в отношении роста гигантских галактик. Если раньше и здесь отдавалось предпочтение теории столкновений, то теперь астрономы склонны полагать, что гиганты выросли на «газовых пастбищах»…

Источник: ESO