Хъбъл забеляза черна дупка, която запалва образуваща звезда огнена буря в галактика джудже

Галактиката Hennes 2-10 джуджета блести с млади звезди в изображението на Хъбъл във видима светлина. Светлият регион в центъра, заобиколен от розови облаци и тъмни прахови платна, показва местоположението на свръхмасивната черна дупка на галактиката и активните звездни разсадници. Кредит: НАСА, ESA, Закари Шуте (XGI), Ейми Рейнс (XGI); Обработка на изображения: Алиса Паган (STScI)

Галактиката джудже Henize 2-10 продължава да оказва огромно влияние, опровергавайки очакванията на астрономите.

Черните дупки често се описват като чудовища от Вселената – разкъсват звезди, консумират всичко, което се приближи твърде близо, и улавят светлината. Подробни ръководства от НАСА‘с Космически телескоп Хъбълобаче показва a Черна дупка В нова светлина: насърчаване на образуването на звезди, вместо да го потиска. Изображенията на Хъбъл и спектроскопията на галактиката с избухване на джуджета Henize 2-10 ясно показват газов поток, простиращ се от черната дупка в ярка звездна област на раждане като пъпна връв, причинявайки вече плътния облак да образува звездни купове. По-рано астрономите обсъждаха, че галактиката джудже може да има черна дупка, подобна на свръхмасивните черни дупки в по-големите галактики. По-нататъшни изследвания на галактики джуджета, които са останали малки през космическото време, могат да хвърлят светлина върху въпроса как са се образували и еволюирали първите семена на свръхмасивни черни дупки в хода на историята на Вселената.

Изображенията на Хъбъл и спектроскопията на галактиката с избухване на джуджета Henize 2-10 ясно показват газов поток, простиращ се от черната дупка в ярка звездна област на раждане като пъпна връв, причинявайки вече плътния облак да образува звездни купове. кредит: Центърът за космически полети Годард на НАСА; Главен продуцент: Пол Морис

Черните дупки често се изобразяват като разрушителни животни, които улавят светлината и играят по-малко коварна роля в най-новите изследвания от космическия телескоп Хъбъл на НАСА. Черна дупка в ядрото на галактиката джудже Henize 2-10 създава звезди, вместо да ги поглъща. Изглежда, че черната дупка допринася за огнената буря от образуването на нови звезди в галактиката. Галактиката джудже се намира на 30 милиона светлинни години от нас в южното съзвездие Пиксис.

Преди десетилетие тази малка галактика Обозначаване изключване дебат сред астрономите за това дали галактиките джуджета са дом на черни дупки, пропорционални на свръхмасивните гигантски обекти, открити в ядрата на по-големите галактики. Това ново откритие съдържа малко Henize 2-10, което съдържа само една десета от броя на звездите, открити в нашия регион. млечен пъте на път да изиграе голяма роля в разрешаването на мистерията откъде идват свръхмасивните черни дупки.

Ейми Рейнс, която издава списание, каза: Първото доказателство за черна дупка в галактиката през 2011 г. и е главният изследовател на The New Hubble Observations, публикуван в изданието на 19 януари на темпераментна природа.

Изтеглянето на централния регион на галактиката с джуджета Henize 2-10 проследява изтичане или мост от горещ газ с дължина 230 светлинни години, свързващ свръхмасивната черна дупка на галактиката и зоната на образуване на звезди. Данните на Хъбъл за скоростта на изтичане от черната дупка, както и възрастта на младите звезди, предполагат причинно-следствена връзка между двете. Преди няколко милиона години поток от горещ газ се сблъска с плътен облак от звездна детска стая и се разпръсна като вода от маркуч, който се разби в купчина пръст. Младите звездни купове сега са подравнени перпендикулярно на изтичането, разкривайки пътя им на разпространение. Кредит: НАСА, ESA, Закари Шуте (XGI), Ейми Рейнс (XGI); Обработка на изображения: Алиса Паган (STScI)

„От самото начало знаех, че нещо необичайно и специално се случва в Хенизе 2-10, а сега Хъбъл предостави много ясна картина на връзката между черната дупка и съседния регион за образуване на звезди, разположен на 230 светлинни години от нас. от черната дупка“, каза Ренс.

Тази връзка е газов поток, който се простира през пространството като пъпна връв в ярка звездна детска стая. Районът вече беше дом на плътен пашкул от газ, когато пристигна потокът с ниска скорост. Спектроскопията на Хъбъл показва, че изтичането се движеше с около милион мили в час, удряйки плътния газ като градински маркуч, който се удря в купчина мръсотия и се разпространява. Куповете от млади звезди са разпръснати по пътя на разпространение на изходящия поток и Хъбъл също е изчислил тяхната възраст.

Това е обратният ефект на това, което виждаме в големите галактики, където материалът, падащ към черната дупка, се отдалечава от околните магнитни полета, създавайки светещи струи от плазма Движи се със скорост, близка до скоростта на светлината. Облаци от газ, уловени по пътя на струите, ще бъдат нагрети извън способността им да се охладят отново и да образуват звезди. Но с по-малко масивната черна дупка на Henize 2-10 и нейния лек поток, газът беше компресиран достатъчно, за да ускори образуването на нова звезда.

„Само на 30 милиона светлинни години разстояние, Henize 2-10 е достатъчно близо, за да може Хъбъл да заснеме изображения и спектрални доказателства за изтичането на черната дупка много ясно. Допълнителна изненада беше, че вместо да ограничи образуването на звезди, изтичането причинява раждането на нови звезди.

От първото си откритие, радио И Рентгенов Емисиите в Henize 2-10, смята Рейнс, вероятно идват от свръхмасивна черна дупка, но те не са толкова масивни, колкото тези, наблюдавани в по-големите галактики. Други астрономи обаче смятат, че радиацията вероятно се излъчва от остатък от свръхнова, което може да е познато явление в галактика, която бързо изпомпва масивни, бързо експлодиращи звезди.

„Удивителната разделителна способност на Хъбъл ясно показва ключов модел при скорости на газа, който можем да напаснем към осцилиращия или осцилиращия модел на изтичане на черна дупка. Остатъкът от свръхнова не би имал този модел, така че нашето ефективно доказателство е нашето доказателство, че това е черна дупка“, каза Рейнс.

Рейнс очаква, че повече изследвания ще бъдат насочени към черните дупки в галактиката джуджета в бъдеще, с цел те да бъдат използвани като улики към пъзела за това как са се образували свръхмасивни черни дупки в ранната вселена. Това е непрекъснат пъзел за астрономите. Връзката между масата на галактиката и нейната черна дупка може да даде улики. Черната дупка в Henize 2-10 е около един милион слънчеви маси. В големите галактики масата на черните дупки може да бъде повече от милиард пъти масата на нашето слънце. Колкото по-голяма е масата на галактиката-домакин, толкова по-голяма е масата на централната черна дупка.

Съществуващите теории за произхода на свръхмасивните черни дупки попадат в три категории: 1) те са се образували точно като черни дупки с по-малка звездна маса от срива на звездите и по някакъв начин са натрупали достатъчно материал, за да образуват супермаса, 2) специални условия в ранната Вселена позволи образуването на супермасивна звездна маса, която се срина, за да образува „семена“ на супермасивни черни дупки директно от прилепа, или 3) семената на бъдещите супермасивни черни дупки се раждат в плътни звездни купове, където общата маса на купа е достатъчна . По един или друг начин да ги създаде от гравитационен колапс.

Досега никоя от теориите за засяване на черни дупки не е поела водеща роля. Галактики джуджета като Хенизе 2-10 предлагат потенциално обещаващи улики, тъй като те са останали малки през космическото време, вместо да претърпят растеж и сливане на големи галактики като Млечния път. Астрономите вярват, че черните дупки в галактиката джуджета биха могли да бъдат аналог на черните дупки от ранната вселена, когато те едва са започвали да се формират и растат.

„Ерата на първите черни дупки не е нещо, което сме успели да видим, така че наистина става големият въпрос: откъде са дошли? Галактиките джуджета може да запазят спомен за сценарий за засяване на черна дупка, който иначе би бил изгубени във времето и пространството“, каза Рейнс.

Справка: „Образуване на звезди, причинено от черна дупка в галактиката джудже Hennes 2-10“ От Закари Шот и Ейми Е. Рейнс, 19 януари 2022 г., темпераментна природа.
DOI: 10.1038 / s41586-021-04215-6

Космическият телескоп Хъбъл е международен проект за сътрудничество между НАСА и Европейската космическа агенция (ESA). Телескопът се управлява от Центъра за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд. Научният институт за космически телескопи (STScI) в Балтимор, Мериленд, провежда научни операции на Хъбъл. STScI се управлява за НАСА от Консорциума от университети за изследвания в астрономията във Вашингтон, окръг Колумбия