Эволюция галактики: космический роман, написанный в звездах

Международная группа астрономов шагнула вперед в понимании эволюции галактик и одновременно рассказала историю, написанную на небесах.

Долгое время оставалось загадкой, как некоторые спиральные галактики получили свою центральную черную дыру. Теперь, путем объединения видимых и рентгеновских наблюдений, астрономы обнаружили следы того, что, вероятно, когда-то было маленькой галактикой в ​​форме сферы. Бывшая вероятная маленькая галактика, скорее всего, впала в спиральную галактику и доставила то, что считается черной дырой правильного размера.

Эти факты создают космический роман, сходство, от которого не ушел ведущий автор нового исследования, профессор Алистер Грэм из Центра астрофизики и супервычислений Суинбернского университета, который преподает Swinburne Astronomy Online.

Галактики могут испытывать взаимное (гравитационное) тяготение друг к другу. Тело меньшей галактики со временем может увять, но сердце ее остается невредимым, когда она попадает в большую галактику и вступает с ней в партнерские отношения.

В этом случае сердце являет собой миллионное скопление звезд, наблюдаемое с помощью космического телескопа Хаббл вблизи центра спиральной галактики NGC 4424.

Уже было известно, что NGC 4424 показывает признаки активности в результате прошедшего события слияния. Профессор Грэм говорит: «Структура перемычки галактики возбуждена и искажена. Менее 500 миллионов лет назад также произошло событие звездообразования. Это можно считать своего рода звездной вечеринкой, связанной с объявлением предстоящей галактической свадьбы».

Однако он быстро добавляет, что «это, по всей видимости, важное открытие для понимания коэволюции черных дыр и галактик».

Массовое открытие

Это первая впадающая галактика, в которой была обнаружена массивная черная дыра. Открытие способствует нашему пониманию того, как чёрные дыры появляются внутри спиральных галактик.

Астрономы неофициально назвали звездное скопление "Нихули". Они обратились к племени сумме в индийском штате Нагаланд за словом, используемым для обозначения праздничного периода, когда потомки охотников за головами празднуют и желают богатого урожая и сбора. Это слово показалось уместным для астрономов, называющих космос "полем" и чье открытие сосредотачивается на том, как большая галактика собрала урожай в виде меньшей галактики.

Что показывают рентгеновские снимки

Профессор Роберто Сориа, соавтор из Китайской академии наук, получил изображение от рентгеновской обсерватории Чандра, показывающей высокоэнергетический источник рентгеновского излучения, исходящего из растянутого звездного скопления, как видно на снимке Хаббла.

«Скорее всего, мы видим активность вокруг черной дыры внутри того, что было центрально расположенным впадающим звездным скоплением галактики», – говорит Сориа.

Несмотря на расстояние в 50 миллионов световых лет, каждый квадратный метр Земли заливается рентгеновским излучением этой активной черной дыры примерно каждые 80 секунд. Рентгеновская горячая точка находится всего в 1300 световых годах от центра NGC 4424, галактики размером около 60 тысяч световых лет.

Основное тело меньшей галактики, когда-то содержавшей упругое звездное скопление, теперь вносит вклад в создание внутренней «выпуклости» звезд над и под диском спиральной галактики, содержащим перемычку и спиральный узор.

Расширяем наши знания о Вселенной

Лучшая оценка массы черной дыры, сделанная командой, в 70 тысяч раз больше массы нашего Солнца. Такая масса делает ее кандидатом на место в преимущественно отсутствующей популяции черных дыр "промежуточной массы", массы которых больше звезд, и меньше сверхмассивных черных дыр, которые, как известно, находятся в центрах гигантских галактик, таких как M87, которую часто упоминают как первое в истории изображение черной дыры, сделанное телескопом Горизонт событий

«Это само по себе увлекательно», — говорит Грэм. «Еще больше, эта масса находится на одном уровне с ожидаемой в центре NGC 4424».

"Возможно, мы наблюдаем механизм поставки черных дыр в спиральные галактики", - говорит доктор Бен Дэвис, соавтор из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби.

«Кроме того, потенциальные столкновения с другими черными дырами делают это идеальным местом для излучения длинноволновых гравитационных волн, распространяющихся по космосу», – говорит Дэвис.

Следующий шаг

Профессор Грэм, профессор Сория и доктор Дэвис полны решимости найти больше галактик, впадающих и содержащих черные дыры, чтобы ответить, как черные дыры появляются внутри спиральных галактик.

Профессор Грэм и доктор Бен Дэвис также являются членами Консорциума LISA, в котором Космическая антенна лазерного интерферометра (LISA) и китайская космическая миссия TianQin работают над обнаружением событий, связанных со столкновением крупных черных дыр.

Возможно, их будущие открытия могут стать романтическим продолжением, похожим на то, что мог бы написать Шелдон из Теории большого взрыва.