Студентка бакалавриата Массачусетского университета в Амхерсте, США, внесла значительный вклад в развитие представлений о механизме роста звезд и черных дыр, установив характер связи между этими двумя процессами. Полученная информация позволит более эффективно интерпретировать результаты наблюдения галактик при помощи космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб») НАСА.
Астрономам известно, что эволюция галактик протекает под действием двух процессов: роста сверхмассивных черных дыр, лежащих в центрах галактик, и формирования новых звезд. Как эти процессы соотносятся между собой, до настоящего времени продолжает оставаться загадкой, и недавно запущенный космический телескоп James Webb («Джеймс Уэбб») призван помочь ответить на данный вопрос. Работа, проведенная Мередит Стоун (Meredith Stone), окончившей бакалавриат Массачусетского университета в Амхерсте в мае 2022 г., поможет астрономам глубже понять эту связь.
«Мы знаем, что галактики растут, объединяются и эволюционируют на протяжении их жизненного цикла, - говорит Стоун, выполнившая это исследование под руководством Александры Поуп (Alexandra Pope), профессора астрономии Массачусетского университета в Амхерсте, которая является главным автором этого нового исследования. – И мы знаем, что рост черной дыры и звездообразование играют самые важные роли. Мы думаем, что два этих процесса связаны между собой и регулируют друг друга, но до настоящего времени нам оставался неизвестным механизм такого взаимодействия».
Одна из причин того, что механизм взаимодействия между черными дырами и звездами плохо поддается изучению, состоит в том, что мы не можем реально видеть эти взаимодействия, так как они происходят за завесой из гигантских облаков галактической пыли. «Для галактик, которые активно формируют звезды, более 90 процентов всего излучаемого ими видимого света может поглощаться пылью», - говорит Поуп.
Но возможность наблюдать взаимодействие между звездами и черными дырами все же остается. Когда пыль поглощает видимый свет, она разогревается и, хотя невооруженный взгляд не может видеть тепловое излучение, инфракрасные телескопы на это способны. «Мы использовали космический телескоп Spitzer («Спитцер»), - говорит Стоун. – Данные, собранные с его помощью в рамках наблюдательной кампании Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS), позволили изучить инфракрасное излучение со стороны некоторых самых ярких галактик, расположенных относительно близко к Земле». В частности, Стоун и ее соавторы искали специальные характерные признаки, указывающие на активно развивающиеся процессы формирования звезд и черных дыр.
Трудности при поисках таких спектральных признаков состоит в том, что они часто бывают неразличимы на фоне общего шума в инфракрасном спектре галактики. Заслуга Стоун состояла в том, что она смогла выделить эти сигналы из общего потока, пояснила Поуп.
Получив эти уточненные данные, команда установила, что рост черных дыр и звездообразование в галактиках имеют конкурентный характер и оказывают влияние друг на друга. Стоун даже смогла рассчитать соотношение, описывающее связь между этими двумя процессами.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220722072908
