Джеты черных дыр могут решать судьбу целых галактик

Новое исследование под руководством Санчаееты Бортхакур из Университета штата Аризона и Намраты Рой из Института Рамана показывает, что мощные джеты сверхмассивных чёрных дыр могут воздействовать на газ далеко за видимыми границами галактик. Астрономы обнаружили усиленное свечение ионизированного водорода H-alpha вдоль радиоджетов, что указывает на направленное влияние джетов на окружающую газовую среду. Результаты опубликованы в «Астрофизическом журнале писем».

Галактики окружены огромным резервуаром газа — окологалактической средой, или CGM (Circumgalactic Medium — окологалактическая среда), которая простирается примерно в 10–20 раз дальше видимой части галактики. Часть этого газа может охлаждаться, течь внутрь и формировать новые звёзды, но остаётся давняя загадка: почему при таком запасе газа галактики не образуют гораздо больше звёзд. Чтобы уловить слабый сигнал H-alpha, исследователи объединили данные обзора DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument — спектроскопический инструмент для изучения тёмной энергии) и радионаблюдения LOFAR Two-meter Sky Survey (обзора неба с помощью радиотелескопа LOFAR с двухметровыми антеннами) по сотням галактик с активными джетами. Сигнал был слабым при усреднении по всем направлениям, но заметно усиливался вдоль радиоджетов; ярче всего он проявлялся вблизи галактики, где джет впервые встречает CGM (окологалактическую среду), и у внешнего края CGM (окологалактической среды), где джет отдаёт энергию. При этом магний, след более холодного газа, распределялся изотропно и не был связан с направлением джета.

По мнению авторов, джеты нагревают, перемешивают и нарушают газ в CGM (окологалактической среде), не давая ему охлаждаться и возвращаться в галактику. Это сокращает запас холодного газа — топлива для новых звёзд — и может действовать как тормоз роста галактики, постепенно переводя её в более спокойное состояние с низким звездообразованием. Таким образом, сверхмассивная чёрная дыра влияет не только на ближайшее окружение, но и на долгосрочную судьбу всей галактики. Результаты дают новый способ проверять взаимодействие джетов с галактиками и их эволюцией.