Астрономія
Астрономія

Лобові зіткнення галактик можуть робити центральну чорну діру неактивною

Дослідники провели тривимірну симуляцію зіткнення галактик з Андромедою та встановили, що лобові зіткнення можуть видаляти газ у формі тору, що оточує центральну чорну діру. Без цього резервуару активне ядро галактики не може живитися, і чорна діра перестає бути активною. Стаття про це доступна у журналі Nature Astronomy.

Що регулює активні ядра галактик?

Загальновизнано, що центральна масивна чорна діра існує майже в кожній галактиці, однак період, коли вона роздирає матерію, триває лише кілька сотень мільйонів років. На цей час, який називається робочим циклом, чорна діра перетворюється на активне ядро галактики, у якому відбуваються різноманітні високоенергетичні процеси: випромінювання у різних частинах спектра, запуск релятивістських струменів тощо. Таким чином, багато галактик містять неактивні чорні діри.

Зіткнення галактик можуть посилити їхню активність. Наприклад, це може спровокувати спалах зореутворення і потоки газу до центральних чорних дір, які стануть активними ядрами галактик. З іншого боку, яскраві галактики не завжди містять активне ядро. Так, зображення телескопа «Габбл» демонструють сліди пережитих зіткнень як в галактиках з активним ядром, так і без нього. Тож що саме контролює початок і тривалість такого явища, досі незрозуміло.

Що досліджували вчені?

Галактика Андромеда. Adam Evans / Wikimedia Commons

Галактика Андромеда. Adam Evans / Wikimedia Commons

Дослідники вирішили перевірити, як злиття галактик можуть впливати на активність їхніх чорних дір, на прикладі галактики Андромеди. Це найближча до Чумацького Шляху велика спіральна галактика, що знаходиться на відстані близько 2,5 мільйонів світлових років. У минулому вона переживала зіткнення. Про це свідчить, зокрема, гігантський південний потік у її зоряному гало, який є залишком від такої події. Моделювання показало, що ця особливість могла утворитися внаслідок лобового зіткнення із карликовою галактикою-супутником. Масивна чорна діра, що знаходилася у центрі цієї карликової галактики, у результаті потрапила в гало Андромеди. Що стосується чорної діри самої Андромеди, то її маса становить 140 мільйонів сонячних мас, вона демонструє досить низьку рентгенівську світність. Причини її низької активності лишалися невідомими. Щоб дізнатися більше про це, астрономи змоделювали зіткнення, яке пережила Андромеда.

Що показали результати?

Моделювання демонструють, що лобове зіткнення галактик руйнує тороподібний резервуар газу, що оточує масивну чорну діру, лишаючи її матеріалу для живлення. Такий висновок вказує на те, що значна частка яскравих активних ядер, що існують зараз, можуть стати неактивними. Отже, зіткнення галактик можуть бути відповідальними як за активацію, так і за знищення активності ядра, залежно від орбіти зіткнення.

Два різних сценарії зіткнення галактик. Верхня частина відображає зіткнення, що знижує активність ядра, нижня — зіткнення, що підвищує активність. Miki et al.

Два різних сценарії зіткнення галактик. Верхня частина відображає зіткнення, що знижує активність ядра, нижня — зіткнення, що підвищує активність. Miki et al.

Злиття галактик може призводити і до інших неочікуваних особливостей. Так, нещодавно астрономи підтвердили, що галактика Mrk 212 у результаті цього отримала подвійне активне ядро. Крім того, потужні джети можуть посилювати активні ядра за короткий час. Щодо формування таких струменів, то вчені вважають, що за це відповідальна корона надмасивної чорної діри. Наш матеріал «Що таке чорна діра?» дозволить дізнатися більше про ці об’єкти.