На рентгеновских снимках видны гигантские облака холодного газа в соседней спиральной галактике NGC 4945. Газ, по-видимому, распространился по галактике после того, как ее центральная сверхмассивная черная дыра изверглась около 5 миллионов лет назад.
“В научном сообществе продолжаются дебаты о том, как эволюционируют галактики”, - сказала Кимберли Уивер, астрофизик из Goddard, руководившая работой. “Мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах почти всех галактик размером с Млечный Путь, и остается открытым вопрос, насколько велико их влияние по сравнению с эффектами звездообразования. Изучение близлежащих галактик, таких как NGC 4945, которые, как мы думаем, находятся в переходном периоде, помогает нам построить лучшие модели того, как звезды и черные дыры вызывают галактические изменения ”.
Уивер представила результаты от имени своей команды на 243-м заседании Американского астрономического общества в Новом Орлеане 11 января.
Работа стала возможной благодаря данным, собранным спутником XMM-Newton (Рентгеновская многозеркальная миссия) ЕКА (Европейское космическое агентство) с помощью Рентгеновской обсерватории Чандра НАСА.
NGC 4945 - активная галактика на расстоянии около 13 миллионов световых лет от нас в южном созвездии Центавра.
У активной галактики необычно яркий и изменчивый центр, питаемый сверхмассивной черной дырой, которая нагревает окружающий газопылевой диск за счет сил притяжения и трения. Черная дыра медленно поглощает материал вокруг себя, что создает случайные колебания в излучаемом диском свете. Как и в случае с большинством активных галактик, черная дыра и диск NGC 4945 окутаны плотным облаком пыли, называемым тором, которое частично блокирует этот свет.
Ядра активных галактик также могут запускать струи высокоскоростных частиц и генерировать сильные ветры, содержащие газ и пыль.
NGC 4945 также является звездообразующей галактикой, что означает, что она формирует звезды с гораздо большей скоростью, чем наша собственная. По оценкам ученых, ежегодно оно производит массу, эквивалентную массе 18 звезд, подобных нашему Солнцу, что почти в три раза превышает массу Млечного Пути. Почти все звездообразование сосредоточено в центре галактики. Вспышка звездообразования длится от 10 до 100 миллионов лет и заканчивается только тогда, когда истощается сырье для образования новых звезд.
Уивер, научный сотрудник проекта НАСА XMM-Newton, и ее команда наблюдали за NGC 4945 со спутника. В своих данных они увидели то, что ученые называют линией К-альфа железа. Эта особенность возникает, когда очень энергичный рентгеновский свет от диска черной дыры встречается с холодным газом в другом месте. (Температура газа составляет около минус 400 градусов по Фаренгейту или минус 200 по Цельсию.) Железная линия обычна для активных галактик, но до этих наблюдений ученые ранее думали, что это происходит в масштабах, гораздо более близких к черной дыре.
“Чандра нанесла на карту железную K-альфа в других галактиках. В данном случае это помогло нам изучить отдельные яркие источники рентгеновского излучения в облаке, чтобы исключить другие потенциальные источники, помимо черной дыры ”, - сказала Дженна Канн, соавтор и научный сотрудник Годдарда. “Но линия NGC 4945 простирается так далеко от ее центра, что нам понадобилось широкое поле зрения XMM-Newton, чтобы увидеть все это”.
Поскольку NGC 4945 наклонена почти вплотную с нашей точки зрения, XMM-Newton смог нанести на карту протяженность ее железной линии как вдоль плоскости галактики, так и над ней, проследив ее до 32 000 и 16 000 световых лет соответственно - на порядок дальше, чем наблюдавшиеся ранее железные линии.
Научная группа считает, что холодный газ, выделенный линией, является остатком струи частиц, вырвавшейся из центральной черной дыры галактики около 5 миллионов лет назад. Вероятно, струя была направлена под углом к галактике, а не в космос, что привело к появлению сверхмощного ветра, который все еще проталкивает холодный газ через галактику. Возможно, это даже вызвало нынешнее событие вспышки звезды.
Уивер и ее коллеги продолжат наблюдение за NGC 4945, чтобы выяснить, смогут ли они обнаружить другие способы влияния черной дыры на эволюцию галактики. Те же рентгеновские лучи от диска, которые в настоящее время выделяют холодный газ, могут также начать рассеивать его. Поскольку для образования звезд этот газ необходим, ученые, возможно, смогут измерить, как активность вокруг черной дыры галактики может погасить фазу звездообразования.
“Существует ряд свидетельств, указывающих на то, что черные дыры играют важную роль в некоторых галактиках, определяя историю их звездообразования и их судьбу”, - сказал соавтор Эдмунд Ходжес-Клак, астрофизик из Goddard. “Мы изучаем множество галактик, таких как NGC 4945, потому что, хотя физика практически одинакова от черной дыры к черной дыре, влияние, которое они оказывают на свои галактики, сильно различается. XMM-Ньютон помог нам обнаружить галактическое ископаемое, о котором мы не знали, что нужно искать, но, вероятно, это лишь первое из многих ”.
Источник: NASA
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
На изображении:
Места активного звездообразования кажутся ярко-розовыми на этом изображении в видимом свете, полученном 2,2-метровым телескопом Европейской Южной обсерватории в Чили. Активное ядро галактики в основном скрыто облаком пыли.
На гиф-анимации:
Эта анимация переключается между двумя видами спиральной галактики NGC 4945. Первое изображение в видимом свете, сделанное оптическим монитором XMM-Newton, окрашено в синий цвет. Наложена контурная карта линии железной K-альфа, наблюдаемой прибором EPIC телескопа. На втором виде показаны заполненные контуры, где более яркие цвета указывают на большую концентрацию рентгеновских лучей.
Уивер и др., 2024, ЕКА/ XMM-Newton
Дополнительные материалы
