Сверхмассивная чёрная дыра влияет на звездообразование
Европейская группа астрономов под руководством профессора Каллиопи Дасира из Национального и Каподистрийского университета в Афинах, Греция, при участии доктора Томаса Бисбаса из Кельнского университета смоделировала несколько эмиссионных линий в Большой миллиметровой решетке Атакамы (ALMA) и Очень большом телескопе (VLT) наблюдения для измерения давления газа как в облаках, пораженных струей, так и в окружающих облаках. С помощью этих беспрецедентных измерений, недавно опубликованных в журнале Nature Astronomy, они обнаружили, что струи значительно изменяют внутреннее и внешнее давление молекулярных облаков на своем пути.
В зависимости от того, какое из двух давлений изменяется сильнее, в одной и той же галактике возможны как сжатие облаков и запуск звездообразования, так и рассеивание облаков и замедление звездообразования. «Наши результаты показывают, что сверхмассивные черные дыры, даже если они расположены в центрах галактик, могут влиять на звездообразование в масштабах всей галактики», — сказал профессор Дасира. «Изучение влияния изменений давления на стабильность облаков было ключом к успеху этого проекта. Когда на ветру фактически формируется несколько звезд, обычно очень трудно обнаружить их сигнал поверх сигналов всех других звезд в галактике, в которой есть ветер».
Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центрах большинства галактик нашей Вселенной. Когда частицы, падающие на эти черные дыры, захватываются магнитными полями, они могут выбрасываться наружу и перемещаться далеко внутрь галактик в виде огромных и мощных струй плазмы. Эти джеты часто перпендикулярны галактическим дискам. Однако в IC 5063, галактике, удаленной на 156 миллионов световых лет, струи на самом деле распространяются внутри диска, взаимодействуя с холодными и плотными облаками молекулярного газа. Предполагается, что в результате этого взаимодействия возможно сжатие облаков, пораженных струей, что приводит к гравитационной нестабильности и, в конечном итоге, к звездообразованию из-за конденсации газа.
Для эксперимента команда использовала эмиссию монооксида углерода (CO) и формил-катиона (HCO +), предоставленную ALMA, и эмиссию ионизированной серы и ионизированного азота, предоставленную VLT. Затем они использовали передовые и инновационные астрохимические алгоритмы, чтобы точно определить условия окружающей среды в оттоке и в окружающей среде. Эти условия окружающей среды содержат информацию о силе дальнего ультрафиолетового излучения звезд, скорости, с которой релятивистские заряженные частицы ионизируют газ, и механической энергии, сообщаемой газу струями. Сужение этих условий выявило плотность и температуру газа, характерные для различных частей этой галактики, которые затем использовались для определения давления.
«Мы выполнили многие тысячи астрохимических симуляций, чтобы охватить широкий спектр возможностей, которые могут существовать в IC 5063», — сказал соавтор доктор Томас Бисбас, научный сотрудник DFG Кельнского университета и бывший научный сотрудник Национальной обсерватории Афин. . Сложная часть работы состояла в том, чтобы тщательно определить как можно больше физических ограничений для исследуемого диапазона, который может иметь каждый параметр. «Таким образом, мы могли бы получить оптимальное сочетание физических параметров облаков в разных местах галактики», — сказал соавтор, доктор философии Георгиос Филиппос Парасхос, студент Института радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне и бывший студент магистратуры Национального и Каподистрийского университета в Афинах.
На самом деле давление измерялось не только в нескольких точках IC 5063. Вместо этого были созданы карты этой и других величин в центре этой галактики. Эти карты позволили авторам визуализировать, как свойства газа переходят из одного места в другое из-за прохождения струи. В настоящее время команда с нетерпением ждет следующего крупного шага в этом проекте: использования космического телескопа Джеймса Уэбба для дальнейших исследований давления во внешних слоях облаков с теплым H 2.
«Мы очень рады получить данные JWST, — сказал профессор Дасира, — поскольку они позволят нам изучать взаимодействие струи и облака с исключительным разрешением».
