Спиральная галактика поймана, распыляя огромные струи сверхгорячего газа, как из спринклера

Ближайшая галактика была поймана истощающим звездообразующее топливо, а огромные потоки перегретого материала отворачивались от сверхмассивной черной дыры в ее ядре.

Галактика под названием VV 340a дает нам редкую возможность взглянуть на то, каким образом черные дыры ограничивают звездообразование в своей родительской галактике, с относительно близкой точки обзора, находящейся на расстоянии около 500 миллионов световых лет. Черная дыра VV 340a выбрасывает так много материала, что это, вероятно, влияет на скорость звездообразования, говорят исследователи.

«Насколько нам известно, это первый раз, когда мы наблюдаем прецессирующую радиострую галактического масштаба, вызывающую массивный выброс коронального газа», — говорит астрофизик Джастин Кадер из Калифорнийского университета в Ирвине.

«То, что она на самом деле делает, существенно ограничивает процесс звездообразования в галактике путем нагревания и удаления звездообразующего газа».

По теме: Крупнейшие когда-либо виденные струи черных дыр создают галактическую структуру, которая поразит вас

Хотя сверхмассивные черные дыры считаются жизненно важным компонентом формирования галактик, они также могут выбрасывать столько радиации, что «лишают» галактики материала, необходимого для формирования новых звезд. Если галактика становится неактивной, это не обязательно постоянное состояние, но это сигнал о том, что дикие, пылающие, молодые эпохи закончились.

Черные дыры могут остановить звездообразование с помощью нескольких различных механизмов, известных под общим названием «обратная связь», которые возникают в результате активности черной дыры: мощные джеты, радиационное давление и ветры черной дыры, которые возникают, когда черная дыра с огромной скоростью поглощает материю.

Джети — это колоссальные структуры, которые вырываются из полюса активно питающейся черной дыры. Черная дыра пожирает облака газа и пыли, которые по спирали образуют диск вокруг хищного объекта, хотя не весь этот материал оказывается за горизонтом событий.

Астрономам не совсем ясны точные детали, но они полагают, что некоторая часть материала отклоняется от внутреннего края диска и ускоряется вдоль силовых линий магнитного поля черной дыры за пределами горизонта событий. Когда он достигает полюсов, материал выбрасывается в космос с огромной скоростью, иногда составляющей значительную часть скорости света.

Со временем это выброс может создать структуры (джеты), простирающиеся на миллионы световых лет. Реактивные самолеты VV 340a летают в космосе не так уж и долго; они простираются примерно на 20 000 световых лет в каждом направлении от черной дыры, наполненной ударно нагретым ионизированным газом.

Однако это самые большие и протяженные струи ударно нагретого высокоионизированного коронального газа – материала, нагретого до температур, сравнимых с температурой внешней атмосферы Солнца – когда-либо обнаруженных.

«В других галактиках этот тип высокоэнергетического газа почти всегда ограничен несколькими десятками парсеков. из черной дыры галактики, и наше открытие превосходит то, что обычно наблюдается, в 30 или более раз», — говорит Кадер.

Вот что интересно: струи из VV 340a большие, но не особенно мощные, если говорить о астрофизических джетах.

Даже в этом случае они, похоже, каждый год уносят из галактики около 19,4 масс Солнца. Для сравнения: каждый год в Млечном Пути появляется около 3,3 новых звезд.

Форма двунаправленной струи VV 340a может иметь какое-то отношение к тому, насколько эффективно звездообразующий материал эвакуируется из галактики. Струя прецессирует: ее вращение слегка раскачивается, как у вращающегося разбрызгивателя. Это означает, что струя имеет форму скорее спирали, чем прямой линии.

Исследователи полагают, что, извергая спиральные струи VV 340a, они соединяются с газом в галактике и увлекают его за собой, нагревая его до корональных температур на расстояниях от черной дыры, которые астрономы никогда раньше не видели.

Более того, спиральные прецессирующие струи обычно наблюдаются только в более древних галактиках. галактики. VV 340a относительно молода и находится в процессе слияния с другой галактикой. Это открытие предполагает, что даже у молодых на вид галактик могут возникать периоды обратной связи, которые мы не ожидаем.

Поскольку VV 340a сливается с другой галактикой, любой эффект затухания скорости ее звездообразования вряд ли продлится долго. Слияния галактик часто приводят к периоду повышенного звездообразования, поскольку звездообразующий материал в каждой галактике сотрясается и сжимается, создавая идеальные условия для звездного бэби-бума.

«Мы только начинаем понимать, насколько распространенным может быть этот вид активности», — говорит астроном Вивиан У из Калифорнийского технологического института.

«Мы рады продолжить исследование таких ранее невиданных явлений в галактиках разных физических масштабов, используя наблюдения из этих галактик. самые современные инструменты», такие как JWST, добавляет она.

«Нам не терпится увидеть, что еще мы обнаружим».

Открытие подробно описано в журнале Science.