Хаббл обнаружил черную дыру в карликовой галактике, в которой растут молодые звезды

Черные дыры могут не только разрывать звезды на части, но и вызывать звездообразование, как это недавно наблюдали ученые в соседней карликовой галактике. В центрах большинства, если не всех, крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры с массами, в миллионы или миллиарды раз превышающими массу земного солнца.

Например, в центре нашей галактики Млечный Путь находится Стрелец A*, масса которого составляет около 4,5 миллионов масс Солнца. Ранее астрономы видели, как гигантские черные дыры разрывают звезды на части. Однако исследователи также обнаружили сверхмассивные черные дыры, генерирующие мощные выбросы, которые могут питать плотные облака, из которых рождаются звезды.

Звездообразование, управляемое черными дырами, ранее наблюдалось в крупных галактиках, но свидетельств такой активности в карликовых галактиках было мало. Карликовые галактики примерно аналогичны тому, как новорожденные галактики могли выглядеть вскоре после зарождения Вселенной, поэтому исследование того, как сверхмассивные черные дыры в карликовых галактиках могут вызвать рождение звезд, может, в свою очередь, дать «проблеск того, как молодые галактики в начале Вселенная сформировала часть своих звезд», — сказал ведущий автор исследования Закари Шутте, астрофизик из Университета штата Монтана в Бозмане.

В новом исследовании ученые исследовали карликовую галактику Henize 2-10, расположенную примерно в 34 миллионах световых лет от Земли в южном созвездии Пиксида. Недавние оценки показывают, что масса карликовой галактики примерно в 10 миллиардов раз превышает массу Солнца. (Напротив, Млечный Путь имеет массу примерно в 1,5 триллиона масс Солнца.)

Десять лет назад старший автор исследования Эми Рейнс из Университета штата Монтана обнаружила радио- и рентгеновское излучение от Henize 2-10, которое предположило, что в ядре карликовой галактики находится черная дыра размером около 3 миллионов масс Солнца. Однако другие астрономы предположили, что это излучение могло исходить от остатков взрыва звезды, известного как сверхновая.

В новом исследовании исследователи сосредоточились на газовом отростке из сердца Henize 2-10 длиной около 490 световых лет, в котором электрически заряженный ионизированный газ течет со скоростью 1,1 миллиона миль в час (1,8 миллиона километров в час). Этот поток был связан, как пуповина, с ярким звездным питомником примерно в 230 световых годах от ядра Henize 2-10.

Этот поток врезался в плотный газ звездного питомника, как садовый шланг, извергающийся на кучу грязи, заставляя воду растекаться наружу. По словам Шутте, исследователи обнаружили новорожденные звездные скопления возрастом около 4 миллионов лет и массой в 100 000 раз больше солнечной.

С помощью изображений с высоким разрешением, полученных с космического телескопа Хаббла, ученые обнаружили штопорообразную закономерность скорости газа в выходящем потоке. Их компьютерные модели предполагали, что это, вероятно, произошло из-за прецессии или колебания черной дыры. Поскольку остаток сверхновой не вызвал бы такой картины, это говорит о том, что в ядре Henize 2-10 действительно находится черная дыра.

«До нашей работы звездообразование, усиленное сверхмассивными черными дырами, наблюдалось только в гораздо более крупных галактиках», — сказал Шутте. В будущем исследователи хотели бы исследовать больше карликовых галактик с подобным звездообразованием, вызванным черной дырой.

Однако это сложно по многим причинам — «такие системы, как Henize 2-10, не распространены, получение высококачественных наблюдений затруднено и так далее», — сказал Шутте. Однако, когда космический телескоп Джеймса Уэбба, как мы надеемся, заработает в ближайшем будущем, «у нас будут новые инструменты для поиска этих систем», — отметил он.