Еволюциите на черните дупки и звездите си приличат

Свръхмасивните черни дупки, които според съвременните представи трябва да присъстват в центъра на всяка галактика, имат маса, еквивалентна на няколко милиона или милиарда слънчеви.

Тези обекти се явяват вечна космическа загадка и доказателство на теорията на относителността на Айнщайн: масата на черните дупки е толкова голяма, че те изкривяват не само пространството, но и времето, и не позволяват на нищо да напусне техните предели.

Но черните дупки са загинали звезди, които (както и всичко във Вселената) са преживели определени еволюционни изменения. Те са достигнали размерите и масата си за няколко периода на активно формиране, когато са привличали към себе си различни обекти. Този процес се нарича акреция на черната дупка. По време на тези периоди те трябва да са представлявали активни ядра на галактики и да са изпускали мощно рентгеново лъчение.

Изследователи от Харвард-Смитсъниънския център по астрофизика са открили тясна връзка между натрупването на маса от черните дупки и звездите, въртящи се около центъра на галактиките.

Те са забелязали, че пикът на активност на нарастването на маса на черната дупка и формирането на звездата се пада на една и съща епоха (преди три милиарда години). Днес този процес се е забавил.

Тези наблюдения сочат на паралелен еволюционен път на формирането на черни дупки и звезди. Физическите механизми, управляващи тези процеси, досега са слабо изучени, затова много учени са поставили хипотезата под съмнение и са заявили, че няма взаимовръзка между тях. Освен това връзката може да е обратнопропорционална.

И все пак тези обекти имат нещо общо. За акрецията на черната дупка, както и за формирането на звездите, се изисква междузвезден газ, който може да е ключ към разгадаването. Астрономите Кристин Джонс, Бил Форман и Анди Голдинг от Харвард са формулирали интересен модел в търсенето на сходства между съдбите на черните дупки и звездите.

Те са разбрали, че формирането на звездите протича за милиони години относително равномерно, докато активността на акрецията на черната дупка постоянно се мени за милиони години. Затова, както пишат изследователите, единственият начин да получат данни, които може да се сравняват, е да се усреднят показателите за много дълъг период.

В рамките на своята работа астрофизиците са изучили 121 активни галактики, данни за които са събрани от рентгеновия телескоп „Чандра” и космическите обсерватории „Спицър” и „Хершел”.

Със снимките от „Чандра” учените са установили средния показател на активност на акрецията, а благодарение на снимките на „Хершел”, са анализирали температурата на междузвездния прах, измерили са активността на формирането на звездите.

С такъв подход астрофизиците са открили почти линейна зависимост между две привидно несвързани явления. В широкия диапазон на светимост връзката между средната активност на акреция на черната дупка и формирането на звездите се оказала доста осезаема.

Изследването на учените е публикувано в The Astrophysical Journal.

Източник: Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics