Учёные показали галактики на ранее неизвестном этапе эволюции

12 июня 2019 года Американское астрономическое общество провело пресс-конференцию, на которой астроном из Канзасского университета Эллисон Киркпатрик объявила об открытии галактик, находящихся на неизвестном ранее этапе своей эволюции, которую она назвала «холодные квазары».

Оптический синий квазар возрастом 7 миллиардов лет. Подобные этому объекты обычно не имеют инфракрасного излучения. (Источник: Dark Energy Camera Legacy Survey DR7 / NOAO)

Квазары – ярчайшие космические источники излучения, похожие для земного наблюдателя на звёзды. Это сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик, живущие бурной жизнью, недаром их называют активными ядрами галактик. Квазар своей огромной гравитацией стягивает к себе газ и пыль, которые при этом сильно разгоняются и разогреваются. Закручиваясь вокруг квазара, они образуют аккреционный диск, испускающий чудовищное количество энергии. Он часто светит в тысячи раз ярче, чем типичная галактика целиком.

Столь мощное излучение «выдувает» имеющийся в галактике газ и перекрывает в неё доступ нового, что прекращает процесс образования новых звёзд. Это также объясняет, почему размер галактик ограничен, и они не разрастаются до бесконечности. Поэтому формирование квазара в галактике подобно её выходу на пенсию, и долгое время астрономы считали, что это сигнализирует о прекращении способности галактики производить новые звёзды. Астрономы часто называют подобные галактики пассивными и даже мёртвыми.

Выброс пыли из той же галактики. Из-за низкого разрешения телескопа пока неясно, как на самом деле выглядит распределение пыли. (Источник: Herschel / ESA)

Однако Эллисон Киркпатрик обнаружила, что около десяти процентов галактик, в которых присутствуют квазары, тем не менее, имеют большое количество холодного газа, в котором всё ещё происходит звездообразование. Причем сами квазары в них выглядят как очень компактные синие источники излучения. Именно так и должна выглядеть сверхмассивная чёрная дыра на конечных этапах эволюции галактики после того, как она «погасит» в ней все звёздообразование. Их она и назвала «холодными пульсарами».

Астроном полагает, что открыла новый короткий этап эволюции галактик – их «предпенсионную вечеринку», как она пошутила. «Эти галактики редки, потому что они находятся в переходной фазе – мы поймали их прямо перед тем, как остановится образование звёзд, и этот переходный период должен быть очень коротким», – сказала она. Длительность этого периода жизни галактики очень небольшой – он оценивается примерно в 10 миллионов лет, что очень мало по космическим меркам (напомним, что нашему Солнцу более 4 миллиардов лет).

Рисунок художника изображает энергичный квазар, который очистил центр галактики от газа и пыли, и ветры теперь распространяют их на окраину. Вскоре не останется ни газа, ни пыли, только светящийся синий квазар. (Автор: Michelle Vigeant)

Ранее было установлено, что квазары в своей эволюции проходят через фазу, когда пыль окружает сверхмассивную чёрную дыру плотным коконом, непрозрачным для оптического излучения. Её часто называют красной фазой квазара. В этом случае галактики испускают мощное инфракрасное излучение, за что и получили название «инфракрасные галактики». Теперь астрономы нашли ещё один переходный режим, который до этого момента не был известен. Считалась невозможной ситуация, когда вокруг квазара, имеющего синий цвет, находится много пыли и газа, где происходит звездообразование.

Насколько типично такое поведение галактик – пока неясно, и это станет предметом будущих исследований, поскольку в этой работе изучались только те случаи, когда сверхмассивная чёрная дыра образовывалась при слиянии галактик.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.