Надшвидкі космічні вітри, які формують еволюцію галактик

Їх називають НЛО, але прибульці не мають до них жодного відношення. Це надшвидкі потоки: космічні вітри, які виходять з оточення надмасивних чорних дір і дмуть зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Міжнародна дослідницька група дослідила це все ще мало вивчене явище, шукаючи ці викиди газу, які мають вирішальне значення для розуміння механізмів, що регулюють поведінку надмасивних чорних дір в їх активній фазі.

Дослідницький проєкт називається SUBWAYS (надмасивні вітри чорної діри в рентгенівських променях), і перші результати були опубліковані у двох статтях в Astronomy&Astrophysics. Перший з них, очолюваний вченими з Болонського університету та INAF, в основному базується на даних, отриманих з космічного телескопа ESA XMM-Newton.

Вчені проаналізували 22 активних галактичних ядра (AGN), тобто області, що оточують надмасивні чорні діри в центрі галактик і випромінюють величезну кількість випромінювання по всьому електромагнітному спектру, коли чорні діри знаходяться в активній фазі. Дослідження показало, що приблизно в 30% проаналізованих активних галактичних ядер присутні космічні вітри, які рухаються зі швидкістю від 10% до 30% швидкості світла.

«Ці результати дозволяють нам з більшою впевненістю встановити, що значна частка активних галактичних ядер містить надшвидкі вітри, які називаються НЛО, надшвидкі потоки», — пояснює Марчелла Бруса, професор Болонського університету та співробітник INAF, а також координатор. всього проекту SUBWAYS. «І ми змогли підтвердити, що інтенсивність цих газових потоків достатня, щоб істотно змінити екосистему їхніх галактик».

Між надмасивною чорною дірою та галактикою, яка її оточує, насправді існує тісний зв’язок, який взаємно впливає на їх формування та еволюцію. Механізми, що обумовлюють цей взаємний зв’язок, ще недостатньо вивчені, але серед ключових інгредієнтів можуть бути надшвидкі вітри, які випромінюють активні галактичні ядра. Ці потужні викиди виникають, коли частина газу в акреційному диску викидається назовні, таким чином переносячи частину виробленої матерії та енергії в міжзоряний простір, механізм, який має важливе значення для регулювання процесу утворення зірок.

Щоб виявити НЛО, спектри, випромінювані в рентгенівському діапазоні, аналізуються, шукаючи поглинання, спричинене присутністю високоіонізованих матеріалів, таких як залізо. Це явище пов’язане з екстремальними температурами – до десятків мільйонів градусів – які створюються поблизу надмасивних чорних дір. Зважаючи на це, вченим SUBWAYS вдалося отримати 1,6 мільйона секунд часу спостереження (більше вісімнадцяти днів) за допомогою рентгенівського космічного телескопа ESA XMM-Newton. Таким чином вони дослідили 17 активних галактичних ядер у відносно близькому Всесвіті (приблизно від 1,5 до 5 мільярдів світлових років), до яких вони додали дані з ще 5 AGN, уже зібраних у попередніх спостереженнях.

«Ці спостереження дозволили нам отримати нові незалежні докази існування високоіонізованої матерії, яка викидається з найглибших областей активних галактичних ядер зі швидкостями, близькими до швидкості світла», — говорить Габріеле Мацеу, дослідник з Болонського університету. Співробітник INAF і перший автор статті, яка представляє результати статистики НЛО. «Ці результати дозволили нам дізнатися більше про ці надшвидкі вітри та краще зрозуміти їх роль у формуванні процесу еволюції галактик». Джерело