Экзотическая галактика с черной дырой в центре удивляет астрономов

Астрономы надеются, что странная, недавно обнаруженная галактика, поможет им выяснить, как в ранней Вселенной развивались новорожденные звезды и черные дыры. Разобраться в этом позволяет новое исследование

Спиральная галактика, названная Спека (Speca), испускает мощные потоки субатомных частиц, исходящих из ее центра. Это явление более свойственно эллиптическим галактикам. Фактически, Спека – это лишь вторая спиральная галактика, известная ученым, которая, имеет такие потоки (джеты).

Эти потоки порождаются супермассивной черной дырой, которая находится в центре галактики. Изучая галактику, исследователи рассчитывают найти способ «проникнуть в суть» черных дыр, процесса звездного рождения и взаимодействия между этими явлениями.

«Спека – это, вероятно, самая экзотическая галактика с черной дырой, которая когда-либо была обнаружена, - говорит Ананда Хота, научный руководитель исследования, сотрудник Академического института астрономии и астрофизики Синика (ASIAA) в Тайвани. – Спека способна рассказать нам о том, как галактики и группы галактик формировались и развались в то, что мы можем видеть сегодня».

Странная радиогалактика

Спека — это сокращение от слов спиральная непостоянная радиогалактика, которая находится на расстоянии приблизительно в 1,7 миллиарда световых лет от Земли. Точно известно, что это радиогалактика, то есть мощность ее радиоизлучения превышает известные стандарты (может достигать 1045 эрг/с).

В основе радиогалактики находится супермассивная черная дыра. Электромагнитное излучение, которое испускают заряженные частицы, на релятивистской скорости движется по искривленной магнитным полем траектории, захватывает материал, окружающий галактику, и формирует потоки, которые ярко сияют в радиочастотах.

Эти релятивистские потоки не постоянны; они быстро изменяются со временем, вероятно, это зависит от материала, который их питает. В течение длительного времени материал распространяется в «лепестки»-спирали, формирующие галактику.


Эта фотография галактики Спека, где мощные потоки субатомных частиц движутся со скоростью, близкой к скорости света, меняя судьбу предполагаемых звездных систем

Большинство радиогалактик, обнаруженных до сих пор, эллиптические. В таких галактиках редко происходит новое формирование звезд, в то время как в спиральных галактиках постоянно наблюдается этот процесс. Исследователи считают, что найти испускающую «потоки» спираль – большая удача; изучение Спека может привести к пониманию того, как с течением времени спиральные галактики превращаются в эллиптические.

«Для нас также непонятно, каким образом черные дыры останавливают звездное формирование, – говорит Хота. – Спека – это уникальная возможность исследовать этот феномен».

Структура Спеки

Астрономы использовали множество телескопов, чтобы описать Спека. Было обнаружено, что галактика имеет три пары «лепестков». Такое количество - редкость даже среди эллиптических галактик; эта информация дает ученым представление об эволюции галактики, так же, как круги на срубе дерева.

Согласно исследованиям Хота, самой маленькой, самой близкой паре «лепестков» всего лишь несколько миллионов лет. Средние лепестки датируются 10-100 миллионами лет.

Но самая удаленная пара представляет наибольший интерес. Облако из испускаемого из центра галактики материала, возраст которого - несколько сотен лет, дифуззировало очень длительное время, становясь все менее и менее активным. В какой-то момент материал столкнулся с энергичными частицами, протекающими через галактический кластер, неподалеку от Спека. Эти столкновения «подняли» древние остатки материала, предоставляя астрономам возможность лучшего понимания окружающей среды в пределах кластера.

Понимание звездного формирования

Спиральные галактики, в конечном счете, преобразовываются в эллиптические. И Хота думает, что присутствие потоков может иметь отношение к этому процессу.

«Я верю, что превращение радиогалактик в эллиптические из спиральных является конечным продуктом многократных поглощений и многократных эпизодов реактивных обратных связей, что занимает более чем несколько миллиардов лет, - объясняет Хота. - Эти потоки, как предполагается, способствуют удалению больших фракций газа из галактики, и этим останавливают дальнейшее формирование звезд».

Спека предоставляет астрономам возможность изучить влияние потоков на примере молодой галактики. Так как происхождение потоков нужно искать возле супермассивной черной дыры, находящейся в центре галактики, ученые рассчитывают проследить связь между размерами «чудовища» и динамикой рождения новых звезд.

«Как только мы поймем, как активность черной дыры влияет на звездное формирование с течением времени, мы сможем многое прояснить о процессе эволюции нашей галактики и, в частности, Солнечной системы», - сказал Хота.