Астрономы измерили силу космических "цунами"

Астрономы впервые точно измерили силу выбросов сверхмассивных черных дыр, которые вызывают своеобразные космические "цунами". Также они определили количество энергии, которая нужна для их появления. Результаты исследования подтвердили, что подобные потоки газа – один из главных механизмов того, почему в галактиках прекращается звездообразование. Серию из шести статей ученых опубликовал The Astrophysical Journal.

"Ни один другой феномен во Вселенной не вырабатывает такое количество механической энергии. Космические "цунами", которые возникают из-за этих выбросов, переносят материю, масса которой в сотни раз превышает солнечную. Их годовой энергетический "бюджет" в сотни тысяч раз больше, чем яркость всего Млечного Пути", – прокомментировал исследование один из его авторов, профессор Политехнического университета Виргинии (США) Наум Арав.

Практически все астрономы сейчас уверены, что в ядрах каждой крупной галактики располагается как минимум одна сверхмассивная черная дыра. Они постоянно захватывают и поглощают окружающее их вещество. Кроме того, они выбрасывают часть этого вещества в межгалактическое пространство в виде так называемых джетов – узких пучков плазмы, которая разогрета до сверхвысоких температур и разогнана до околосветовых скоростей. Благодаря этому подобные объекты – астрономы также называют их квазарами – являются самыми яркими во Вселенной.

Космологи предполагают, что именно из-за подобных выбросов плазмы новые звезды в пределах таких галактик практически не формируются. Дело в том, что облака горячего газа, которые выбрасывают квазары, не дают холодным облакам водорода из межзвездной среды проникнуть внутрь этих галактик.

Арав и его коллеги получили первые практические подтверждения этой гипотезы. В ходе своей работы они изучили выбросы 13 особенно ярких квазаров с помощью орбитальной обсерватории "Хаббл". Ученые впервые точно измерили длину этих выбросов, а также скорость, с которой они движутся через межгалактическое пространство.

Космические цунами

Эта информация, как объясняет Арав, была критически важна для того, чтобы оценить, как много материи и как много энергии переносят подобные выбросы сверхмассивных черных дыр. В прошлом было достаточно сложно сделать это из-за того, что у ученых не было надежных методик наблюдения за самой горячей и ионизированной частью джетов квазаров.

Авторы статьи обошли эту проблему, обратив внимание на несколько галактик, которые относительно близки к Земле. Выбросы сверхмассивных черных дыр в их центрах были особенно плотными и яркими. Астрономы изучили их с помощью спектрографа COS, который установлен на борт "Хаббла".

Полученные данные показывают, что джеты квазаров оказались значительно мощнее и быстрее, чем предполагали теоретики. Это было связано с тем, что ученые раньше просто не видели большую часть материи, которую переносят самые горячие их части. Некоторые из них движутся со скоростью в 70 млн. км/ч.

Как показывают расчеты Арава и его коллег, общего количества энергии, которая заключена в примерно половине этих выбросов, вполне хватает для того, чтобы полностью прекратить приток новых порций холодного газа в те галактики, где находятся эти квазары.

Исследователи считают, что это усиливает позиции теорий, которые связывают "смерть" многих близлежащих галактик с чрезмерно высокой активностью их центральных черных дыр. Дальнейшее изучение этих "космических цунами", как надеются астрофизики, поможет космологам сформулировать новые теории, которые описывали бы процесс эволюции галактик и всей Вселенной в целом.