Активность сверхмассивных черных дыр замедлила рост галактик

Протоскопление Паутина (PKS 1138-262) сформировалось в относительно ранней Вселенной: этот объект астрономы видят таким, каким он был более 10 миллиардов лет назад. Несмотря на то, что скопление изучено хорошо, в нем скрыто немало загадок — ранее сразу две исследовательские группы обнаружили в Паутине 41 новую галактику.

Чтобы понять, почему некоторые обитатели этого древнего скопления состоят преимущественно из старых звезд, астрономы изучили звездообразование и активность сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Результаты научной работы, представленной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, показали, что в галактиках с активными сверхмассивными черными дырами звездообразование было существенно ниже, чем ожидалось.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» (и установленной на ее борту инфракрасной камеры NIRcam) команда ученых получила карту массивных галактик в протоскоплении Паутина (ранее эти объекты обнаружили с помощью камеры телескопа Subaru MOIRCS, однако определить связь между звездообразованием и активностью черных дыр тогда не смогли) и сосредоточилась на сравнении двух групп массивных галактик: в первой группе процесс звездообразования продолжался, а во второй — нет.

В галактиках, где новые светила не формировались, идентифицировали источники рентгеновского излучения, свидетельствующие об активности центральных сверхмассивных черных дыр. Результаты также показали, что в первой группе галактик звезды формировались в дисках, простирающихся на тысячи световых лет, а звездные диски во второй группе были не такими выраженными (и сосредоточились на центральных областях).

Исследовательская группа под руководством астронома Ритма Шимакава (Rhythm Shimakawa) из Университета Васэда (Япония) изучала Паутину более 10 лет и заключила, что энергия, выделяемая сверхмассивными черными дырами при аккреции, вероятно, подавила рождение новых светил и постепенно превратила «звездные фабрики» в более «пассивные» эллиптические галактики (тем самым повлияв на их эволюцию).

Новые данные подтверждают давнюю гипотезу о способности центральных сверхмассивных черных дыр «выключать» звездообразование и формировать массивные эллиптические галактики. В будущем полученные результаты помогут понять, каким образом на просторах Вселенной формируются и «затухают» галактики, а дальнейшие наблюдения позволят больше узнать о механизмах формирования древних космических структур и их эволюции.