Используя рентгеновский телескоп NASA Chandra и Очень большой телескоп (VLT), учёные обнаружили, что чёрные дыры выполняют космический эквивалент «остужения» горячей материи перед её поглощением.

Исследование показало, что когда джеты, запускаемые сверхмассивными чёрными дырами, сталкиваются с горячим газом между галактиками в скоплениях (межгалактической средой), они создают полости. Это позволяет формироваться сложным нитевидным структурам из горячего ионизированного газа и более холодного газа. Затем этот охлаждённый газ падает обратно к центру галактического скопления, питая сверхмассивную чёрную дыру и вызывая дальнейшие выбросы.

Результаты исследования проливают свет на механизмы питания сверхмассивных чёрных дыр, которые находятся в центрах всех крупных галактик. Некоторые из этих космических титанов, масса которых в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца, могут быть спокойными, как Стрелец A* в центре нашей галактики. Другие же, подобно чёрной дыре в центре галактики Мессье 87 (M87), подвержены мощным выбросам, запуская струи материи, движущиеся почти со скоростью света.

Сравнение скоплений галактик Персей и Центавра. Светящиеся белые точки — это чёрные дыры. Источник: NASA / CXC / SAO / V. Olivares / N. Wolk

Ключевое различие между «спокойными» и «активными» чёрными дырами заключается в количестве окружающей их материи. Когда чёрная дыра окружена богатым облаком газа и пыли, формируется вращающийся аккреционный диск. Часть этой материи поглощается чёрной дырой, а часть выбрасывается в виде мощных струй, формируя так называемую «обратную связь активного галактического ядра».

Исследователи обнаружили, что выбросы чёрных дыр могут вызывать охлаждение окружающего горячего газа и формирование относительно тонких нитей всё ещё тёплого газа. Этот тёплый газ падает к центрам скоплений, присоединяясь к аккреционным дискам и питая сверхмассивные чёрные дыры. Этот процесс также питает дальнейшие выбросы, привлекая ещё больше тёплого газа и пополняя «кладовую» чёрной дыры.

Открытие команды может иметь значение не только для исследования механизмов питания чёрных дыр, но и относительно роста галактик в целом. Холодные нити газа считаются источником строительных блоков для новых звёзд, что делает обнаруженную взаимосвязь важной для понимания процессов формирования и роста галактик.

Подробнее на iXBT