Астрономи виявили, що надмасивні чорні діри в менших галактиках насправді більш імовірно засвітяться, коли вони ізольовані у величезних космічних пустотах. Існують величезні простори, які здебільшого — але не повністю — порожні. Менше п’ятої частини всіх галактик знаходяться в цих космічних пустотах; більшість галактик скупчуються вздовж щільних бульбашкоподібних стін навколо них. Але саме ізольовані галактики відкривають можливість безперервного росту та еволюції галактик.
У той час як галактики вздовж стін порожнечі танцюють гравітаційне танго одна з одною, самотні галактики порожнечі розвиваються без зовнішнього втручання, як і надмасивні чорні діри, що ховаються в їх ядрах. Менша кількість галактичних зіткнень може означати повільніше зростання, з меншою кількістю свіжого газу для утворення зірок — і для живлення центральних чорних дір.
Проте в новому дослідженні Аніш Арадхі, який щойно закінчив Гаррісонбурзьку середню школу, і Анка Константін, професор астрофізики в Університеті Джеймса Медісона, показали, що ізоляція не означає, що гігантські чорні діри порожніх галактик голодують. Замість цього дует виявив, що принаймні серед галактик із порожнечею, менших за Чумацький Шлях, чорні діри можуть мати більшу кількість їжі, ніж у галактиках, які вистилають стіни порожнечі.
Арадхі почав пошуки з 290 000 галактик, взятих із цифрового огляду неба Слоуна. Потім він шукав ці галактики в серії зображень від Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), вибираючи ті, які мерехтіли в інфрачервоному випромінюванні. Арадхі виявив понад 20 000 мерехтливих галактик, які не були помічені попередніми дослідженнями.
На одному зображенні сяйво нових зірок і завіса пилу, яку вони утворюють, можуть затуляти центральну надмасивну чорну діру. Але мерехтіння в серії зображень WISE походить не від зоряного світла, а від бурхливих вихорів газу, які вливаються в центральну пащу. Якщо чорна діра живиться, WISE, швидше за все, її побачить. Астрономи називають таке живлення чорних дір активними галактичними ядрами (AGN).
Арадхі накреслив ці галактики, визначивши, чи лежать вони в космічній порожнечі. Він виявив, що, незважаючи на ізоляцію порожнеч, вони насправді більш імовірно містять AGN. Але це було вірно лише для менших галактик. Натомість галактики розміром із Чумацький Шлях і більше, як правило, більш активні, якщо вони знаходяться в людних регіонах.
Аніш Арадей
У якомусь сенсі це очікувано. Давним-давно Всесвіт був багатолюдним місцем, і галактики зливалися у більші, виблискуючи новими зірками та активними чорними дірами, перш ніж утворення зірок припинилося, а галактики затихли. Але навіть коли найбільші галактики пішли у відставку, галактики середнього розміру продовжували рости, і так далі. Подібний процес може відбуватися в порожнечах, але з меншою кількістю галактичних зіткнень, щоб все продовжувалося.
«Наше дослідження надає додаткові докази попередніх висновків про те, що життєві цикли активних галактик затримуються/уповільнюються в порожнечах», — говорить Арадхі.
В іншому сенсі результат суперечить уявленням про роль злиття галактик в еволюції. «Цей [результат] ставить під сумнів попередні висновки про те, що взаємодії та злиття галактик сприяють активності AGN», — додає Арадхі. Хоча галактичні злиття та інші взаємодії можуть сприяти надходженню газу в центральну чорну діру галактики, вони, очевидно, не є необхідними.
Райан Хікокс (Дартмутський коледж), який вивчає активні галактики, але не брав участі в дослідженні, припускає, що відсутність конкуренції може бути навіть корисною. «Можливо, галактики з малою масою в порожнечах мали менше взаємодії з іншими галактиками, які могли б позбавити або порушити їхній газ, і тому в цих системах є більше палива для акреції», — говорить він.
Ця робота, представлена на 242-й зустрічі Американського астрономічного товариства, ще не опублікована, хоча незабаром буде опублікована стаття. З усім тим, Арадхей припускає, що це вже можна перевірити: «Моделювання гало темної матерії та кореляції з властивостями галактик, що їх населяють, повинні бути в змозі вирішити ці ідеї». Джерело