Анализ карликовых галактик выявил больше массивных черных дыр, чем считалось 

Фото из открытых источников

Они известны как активные галактические ядра (или квазары) — центральные области галактик, настолько яркие, что временно затмевают все звезды галактического диска вместе взятые. Это результат действия сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в их центрах, которые ускоряют падающий газ и пыль в их аккреционных дисках почти до скорости света. Это приводит к интенсивному излучению во всем электромагнитном спектре, от видимого света и инфракрасного излучения до микроволн и рентгеновского излучения. В течение десятилетий астрономы знали, что СМЧД находятся в центрах многих массивных галактик, и считалось, что то же самое верно и для карликовых галактик.

Однако впоследствии ученые выяснили, что во многих карликовых галактиках в центре отсутствуют черные дыры, что подчеркивает необходимость проведения надлежащей переписи карликовых галактик. На недавней пресс-конференции в рамках 247-го заседания Американского астрономического общества в Финиксе, штат Аризона, астрономы из Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики (CfA) и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле представили самую полную на сегодняшний день перепись активных галактических ядер (АГЯ). Их результаты показали, что АГЯ встречаются в карликовых галактиках чаще, чем предполагалось во многих предыдущих исследованиях.

В ходе исследования группа ученых изучила более 8000 близлежащих галактик, которые были повторно оценены на предмет признаков активности черных дыр. Это включало группировку этих близлежащих галактик по массе и анализ последних оптических, инфракрасных и рентгеновских наблюдений для обнаружения самых слабых признаков активности черных дыр. В то время как предыдущие исследования обычно выявляли около 10 активных галактических ядер на 1000 карликовых галактик (или 1%), новое исследование дало значения около 20-50 (от 2 до 5%). Хотя это значительно меньше, чем наблюдалось в галактиках среднего размера (16-27%) и крупных галактиках (20-48%), новые результаты указывают на то, что активные галактические ядра встречаются чаще, чем считалось ранее.

Их результаты показывают, что активные ядра галактик зависят от массы и что их частота резко возрастает среди галактик с массой, сопоставимой с массой Млечного пути. Они также подтверждают недавние выводы международной группы астрономов, сделанные с использованием данных рентгеновской обсерватории Чандра НАСА.

«Интенсивный скачок активности активных галактических ядер между карликовыми галактиками и галактиками среднего размера, или переходными галактиками, говорит нам о том, что между ними происходят важные изменения», — пояснил Мугдха Полимера, астроном из CfA и ведущий автор нового исследования, в пресс-релизе CfA. «Это может быть сдвиг в самих галактиках или признак того, что мы все еще не можем обнаружить все в меньших галактиках и нуждаемся в более совершенных методах обнаружения. В любом случае, это новая подсказка, которую мы не можем игнорировать».

Важной частью их работы было подавление бликов от звездообразования, которые в предыдущих исследованиях заслоняли излучение от аккрецирующих черных дыр. Однако их результаты все еще имеют погрешность в тех случаях, когда речь идет о более слабых аккрецирующих черных дырах. В результате эти новые процентные показатели являются приблизительными, и будущие наблюдения, вероятно, изменят эту оценку. Шейла Дж. Каннаппан, профессор физики и астрономии в Университете Северной Каролины и соавтор новой оценки, сказала: «Пробиваясь сквозь блики звездообразования, мы обнаруживаем массивные черные дыры, которые ускользали от внимания в карликовых галактиках, но мы все еще пытаемся понять, почему черные дыры внезапно стали чаще встречаться в галактиках, подобных нашей. Мы считаем, что Млечный Путь образовался из множества меньших галактик, которые слились, поэтому массивные черные дыры карликовых галактик должны были слиться, образовав сверхмассивную черную дыру Млечного Пути. Эти результаты имеют важное значение для проверки моделей происхождения черных дыр и их роли в формировании галактик».

Эта перепись дает наиболее четкое представление о том, насколько вероятно наличие активных черных дыр в галактиках разных размеров, и предлагает астрономам более надежную отправную точку для понимания процессов формирования и роста черных дыр. Она также демонстрирует, как будущие исследования могут извлечь пользу из того, чтобы, отбросив в сторону звездообразование, увидеть, что происходит в центре близлежащих галактик. В настоящее время команда публикует обработанные данные исследования, чтобы другие исследователи могли подтвердить и расширить полученные результаты.