Студентка бакалаврату Массачусетського університету в Амхерсті (UMA) провела дослідження зростання зірок та
Як ростуть галактики?
Астрономи знають, що еволюція галактикобумовлена двома процесами: зростанням надмасивних чорних дірок в центрі кожної з них і утворенням нових зірок. Але як пов'язані ці процеси, залишалося загадкою, і це одне з питань, які вивчатиме нещодавно запущений космічний телескоп «Джеймс Вебб». Робота Мередіт Стоун, яка закінчила астрономічну програму UMass Amherst у травні 2022 року, допоможе вченим краще зрозуміти, як вони пов'язані.
«Ми знаємо, що галактики ростуть,стикаються і змінюються протягом усього свого життя», говорить Стоун, яка завершила дослідження під керівництвом Олександри Поуп, професора астрономії UMA і старшого автора нової статті, нещодавно опублікованої в Astrophysical Journal. — І ми знаємо, що зростання чорних дірок і зіркоутворення відіграють вирішальну роль. Загальновідомо, що ці два фактори пов'язані і впливають один одного. Але досі було важко зрозуміти, як саме».
В чому проблема?
Одна з причин, з якої важко вивчативзаємодія між чорними дірками та зірками, полягає в тому, що астрономам важко по-справжньому спостерігати ці взаємодії. Проблема в тому, що всі важливі процеси приховані за величезними хмарами космічного пилу. Так, у галактиках, які активно формують зірки, понад 90% видимого світла може поглинатися нею.
Галактика NGC 1614. Фото: НАСА
Однак є обхідний шлях:коли пил поглинає видиме світло, він нагрівається. І, хоча неозброєне людське око не може бачити тепло, інфрачервоним телескопам це під силу. У рамках нового дослідження вчені використовували космічний телескоп «Спітцер», зібраний під час кампанії Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). Мета - вивчити середньо-інфрачервоний діапазон довжин хвиль деяких з найяскравіших галактик, які знаходяться відносно близько до Землі. Зокрема, астрономи шукали особливі контрольні індикатори, які є «відбитками пальців» чорних дірок і зірок в розпал формування.
Є рішення
Проблема ще й у тому, що ці сліди дуже слабкі,та їх майже неможливо відрізнити від загального шуму інфрачервоного спектру. У рамках нового дослідження Мередіт Стоун відкалібрувала вимірювання цих індикаторів, щоб вони були чіткішими.
Як тільки астрономи отримали дані чіткішіспостережень, вони побачили, що насправді зростання чорних дірок і зіркоутворення відбуваються одночасно в тих самих галактиках, і, схоже, вони дійсно впливають один на одного.
Вчені навіть вирахували співвідношення, якеописує, як пов'язані ці два явища. Так, астрономи виявили яскраві емісійні лінії [Ne ii] та [Ne iii], які «відповідають» за зіркоутворення, і слабші емісійні лінії [Ne v] і [O&n галактик (АЯГ) по всьому спектру. Виявилося, що світність Ne ii досить постійна у всіх осередках фракції АЯГ, в то час як світність [O iv] і [Ne v] збільшується більш ніж на.
Також вчені виявили, що використаннясвітимості [O iv] без поправки на зіркоутворення може призвести до завищення швидкості акреції чорних дірок (BHAR,black hole accretion rates) до 30 разів в інфрачервоних галактиках, що світяться (LIRG, luminous infrared galaxies) з переважанням зоряних спалахів. Відношення швидкості BHAR до зіркоутворення збільшується більш ніж на три порядки залежно від частки АЯГ у середньому інфрачервоному діапазоні LIRG-галактик.
Чому це важливо?
Це не тільки саме по собі захоплююче науковедосягнення. Результати нового дослідження допоможуть використовувати JWST з його безпрецедентним доступом до світла середнього інфрачервоного спектру і для більш ретельного вивчення формування галактик. Адже, хоча вчені і підрахували, як чорні дірки та зірки пов'язані в одній галактиці, чому це відбувається, залишається загадкою.
Читати далі:
Фізики знайшли універсальний «годинник» у космосі: він точніший за атомний.
Археологи знайшли малюнки жахливих людей із величезними головами: ким вони були
Телескоп «Джеймс Вебб» зробив перший знімок Юпітера: на ньому відразу 9 цілей, що рухаються.