Черные дыры нагревают межгалактическое пространство

Источник: CNews.ru

Галактические кластеры - наиболее крупные объекты Вселенной, состоящие из тысяч галактик, таких, как наш Млечный путь, образовались из гигантских облаков первобытного газа. После этого остатки горячего газа заполнили пространство между галактиками. Теоретически, газ должен охлаждаться с течением времени, но практически этого не происходит.

Сейчас исследователи утверждают, что могут раскрыть загадку, которая возникла уже более трех десятилетий назад. Согласно данным, опубликованным в журнале Nature, ученые обнаружили, что мощные потоки энергии, испускаемые сверхмассивными черными дырами, нагревают газ в межгалактическом пространстве.

Исследователи Кристин Кейзер (Christian Kaiser) из университета в Саутгемптоне и Маркус Брюген (Marcus Bruggen) из международного университета в Бремене, Германия, использовали суперкомпьютер для моделирования процессов, происходящих с межгалактическим газом.

Наличие газа между галактиками определяют по испускаемым ими рентгеновским лучам. Но такое излучение должно уводить тепло и вызывать охлаждение газа, который в течение миллиардов лет конденсировался и образовывал галактики и звезды. Однако астрономы обнаружили, что по прошествии нескольких миллиардов лет со времени рождения кластеров газ в них так и не остыл.

Внутри галактических кластеров существует ряд галактик, связанных сверхмассивными черными дырами, каждая из которых эквивалентна по массе миллиардам звезд. Некоторые из черных дыр активно поглощают вещество. Они забирают все, что к ним приближается, а захваченное вещество, притягиваясь, может ускоряться до скорости света.

При такой скорости материя сильно разогревается и испускает рентгеновские лучи, по которым астрономы судят о наличии черных дыр. Рентгеновские лучи и другое электромагнитное излучение выбрасывается за пределы галактики в двух противоположных направлениях вдоль оси ее вращения. Однако другие галактики с черными дырами, включая наш Млечный путь, ведут себя не так - они не испускают радиацию, и причина этого остается загадкой.

Когда газ в межгалактическом пространстве начинает остывать, он становится более стабильным и в итоге втягивается в галактики под действием гравитации. В конце концов, он остывает до такой температуры, что поглощается черной дырой. Затем газ снова нагревается, закручиваясь внутрь спирали, и его энергия выходит обратно в межгалактическое пространство в виде мощных потоков.

Такие энергетические потоки могут слиться в единый взрыв, эквивалентный 10 миллиардам сверхновых звезд, и заново нагреть газ внутри галактического кластера. По словам ученых, черные дыры в активных галактиках ведут себя как космические термостаты. Горячий газ внутри кластера остывает и устремляется к центру притяжения. Затем черная дыра поглощает газ, выделяя при этом процессе энергию, которая снова действует на межгалактический газ. Газ нагревается и движется назад от центра кластера. Затем весь процесс повторяется.