Галактические взаимодействия ответственны за рост супермассивных черных дыр

Два примера парных галактик из обзора COSMOS

Благодаря результатам исследования, проведенного Джоном Сильверманом (IPMU) и международной командой COSMOS, Обсерваторией Chandra X-Ray и Очень Большим телескопом (VLT) в Европейской Южной Обсерватории, было установлено, что галактические взаимодействия могут быть ответственны за рост супермассивных черных дыр.

Супермассивные черные дыры (СМЧД) находятся в центре большинства галактик, которые мы наблюдаем сегодня. Но как их масса достигла миллионов, а то и миллиардов масс нашего Солнца? Ответ на этот вопрос в течение некоторого времени оставался настоящей загадкой, не смотря на то, что некоторые важные подсказки были раскрыты. Например, СМЧД прописались в самых массивных галактиках, а масса СМЧД непосредственно связана с массой звезд, существующих в центральном регионе (то есть выпуклости) ее галактики-хозяина. Теперь считается, что такие массивные галактики выросли путем частичного взаимодействия и слияния менее массивных галактик. Такие значительные эпизоды в развитии галактик были также поставлены на вооружение астрономов, пытающихся объяснить, каким образом материя попадает в их центр, что затем может вырастить СМЧД.

Простой тест должен был определить, что в галактиках, подвергающихся слиянию, супермассивных черных дыр больше, по сравнению с галактиками в изоляции. Хотя это кажется достаточно легким, астрономы изо всех сил пытались выполнить этот тест в течение долгого времени.

Команда COSMOS выполнила альтернативный тест, который не требует никакого знания того, есть ли признаки искажений на оптических изображениях. Команда ученых предположила, что галактики находятся в процессе взаимодействия, если у них уже есть близкий сосед. Это требует точных измерений расстояния приблизительно 20000 галактик в области COSMOS. Изолированные галактики обеспечивают образцы для сравнения.

В Астрофизическом Журнале сообщается, что галактики в близких парах имеют в два раза больше шансов питать активные ядра галактик по сравнению с галактиками в изоляции. Этот результат указывает, что слияния на ранней стадии действительно приводят к увеличивающемуся росту черной дыры. Учитывая умеренную частоту таких взаимодействий по всему скоплению галактики, эти события вносят приблизительно 20 % в наращивание черной дыры. Отсюда следует, что за рост большинства СМЧД ответственны дополнительные физические механизмы. Также вероятно, что галактики, подвергающиеся окончательному соединению в процессе слияния, играют важную роль в этом процессе. Эти результаты обеспечивают новые доказательства, что галактики и их СМЧД растут рядом в течении существенных промежутков времени.

Источник: Institute for Physics and Mathematics of the Univserse