Астрономы обнаружили, что сверхмассивные чёрные дыры, находящиеся в облаке межзвёздного газа и пыли, с большей вероятностью будут расти и выделять огромное количество энергии, когда они находятся внутри галактик, движущихся к столкновению с соседней. Новая работа под руководством исследователей из Университета Ньюкасла опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
В большинстве галактик, в том числе и в нашем Млечном Пути, в центре находятся сверхмассивные чёрные дыры. Их масса в миллионы и даже миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. Эти чёрные дыры растут, «поедая» газ, который падает на них. Однако что заставляет газ мигрировать по всей галактике и приближаться к чёрным дырам настолько близко, пока непонятно.
Одно из возможных объяснений следует из того факта, что когда галактики находятся достаточно близко друг к другу, они гравитационно притягиваются и в итоге могут слиться в одну большую галактику.
На последних стадиях своего путешествия в чёрную дыру газ разогревается и выделяет огромное количество энергии. Эта энергия обычно обнаруживается с помощью видимого света или рентгеновских лучей. Однако астрономы, проводившие данное исследование, смогли обнаружить растущие чёрные дыры только с помощью инфракрасного света. Команда использовала данные многих телескопов, включая космический телескоп Хаббл и инфракрасный космический телескоп Спитцер.
Исследователи разработали новую методику для определения вероятности того, что две галактики находятся очень близко друг к другу и в будущем столкнутся. Они применили этот новый метод к сотням тысяч галактик в далёкой Вселенной (рассматривая галактики, образовавшиеся через 2-6 миллиардов лет после Большого взрыва) в попытке лучше разобраться в том, что происходило в период так называемого «космического полдня» — когда происходил основной рост галактик и чёрных дыр во Вселенной.
Понимание того, как росли чёрные дыры в этот период, имеет фундаментальное значение для современных галактических исследований, особенно потому, что это может дать нам представление о сверхмассивной чёрной дыре, расположенной внутри Млечного Пути, и о том, как наша галактика развивалась с течением времени.
Поскольку они находятся так далеко, лишь небольшое число галактик космического полудня отвечает необходимым критериям для точного измерения расстояния до них. Поэтому очень трудно с высокой точностью определить, находятся ли две галактики очень близко друг к другу.
В данном исследовании представлен новый статистический метод, позволяющий преодолеть прежние ограничения в измерении точных расстояний между галактиками и сверхмассивными чёрными дырами в космический полдень. Он применяет статистический подход для определения расстояний между галактиками с использованием изображений на разных длинах волн и устраняет необходимость в спектроскопических измерениях расстояний для отдельных галактик.
Ожидается, что данные, поступающие в ближайшие годы с космического телескопа Джеймса Уэбба, произведут революцию в исследованиях в инфракрасном диапазоне и откроют ещё больше тайн о том, как растут эти чёрные дыры, окружённые газом и пылью.
