Астрономи під керівництвом Джозефа Сілка з Університету Джона Хопкінса опублікували результати дослідження в журналі The Astrophysical Journal Letters, які показують, як галактики з активними ядрами в перші мільярди років існування Всесвіту стимулювали активне зореутворення завдяки своїй компактній природі. Ця компактність сприяла механізму позитивного зворотного зв’язку від надмасивних чорних дір, що посилювало зореутворення. Однак у міру еволюції цих галактик відбувся зсув до негативного зворотного зв’язку, коли витікання матерії з чорних дір перешкоджало подальшому зореутворенню.
Дослідження заглиблюється у складний взаємозв’язок між галактиками та їхніми центральними надмасивними чорними дірами, зокрема, фокусуючись на часі утворення чорної діри, її впливі на розвиток галактики та швидкості зореутворення. Центральне місце в цьому дослідженні займає теорія зворотного зв’язку, яка стверджує, що накопичення газу в ядрі галактики прискорює як акрецію речовини надмасивною чорною дірою, так і зореутворення.
Активність чорної діри через релятивістські струмені або дискові вітри створює ударні хвилі та турбулентність у навколишньому газі. Коли цей газ ефективно охолоджується, він спонукає до зореутворення, створюючи петлю позитивного зворотного зв’язку. І навпаки, негативний зворотний зв’язок виникає на пізніших стадіях еволюції, коли охолодження стає менш ефективним, запаси газу вичерпуються, а витікання матерії з чорної діри гасить зореутворення.
Цей механізм зворотного зв’язку має вирішальне значення для регулювання або навіть зупинки росту чорних дір і зоряної маси галактик, пропонуючи розуміння спостережуваних характеристик квазарів і галактик з високим червоним зміщенням. Ці галактики часто надкомпактні, вкриті пилом, містять активні ядра, які випромінюють широкі спектральні лінії. Використовуючи дані спостережень космічного телескопа Джеймса Вебба за “малими червоними точками” – ультракомпактними червоними галактиками з z-значеннями від 5 до 10 і радіусами до 150 парсек, дослідження розглядає ці галактики як потенційних попередників масивних галактик з центральними зоряними густинами, що дорівнюють або перевищують густини еліптичних галактик місцевого Всесвіту.
Дослідження визначає три критичні стадії еволюції галактик з активними ядрами: початкове одночасне зростання чорної діри і ядра галактики через акрецію газу, фаза вибуху зореутворення, зумовлена ядерною турбулентністю і витоками, і остаточний перехід до негативного зворотного зв’язку, позначений придушенням зореутворення навколо значень z 5-6. Ця прогресія підкреслює компактність галактики як каталізатора прискореного зореутворення внаслідок скорочення часу охолодження газу.
Крім того, команда запропонувала механізми раннього утворення масивних чорних дір, включаючи колапс надмасивних зірок, накопичення первинних чорних дір середньої маси і супереддінгтонової акреції на зародки середньої маси в квазізіркових структурах, що дає комплексне уявлення про динамічні процеси, які формують еволюцію галактик і чорних дір у зародковому стані Всесвіту.
Стаття Надмасивні чорні діри допомогли компактним галактикам раннього Всесвіту активно народжувати зірки з’явилася спочатку на Цікавості.
#Надмасивні #чорні #діри #допомогли #компактним #галактикам #раннього #Всесвіту #активно #народжувати #зірки
Source link
