Нове дослідження об’єднаних даних від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO та Рентгенівської Космічної Обсерваторії XMM-Newton від ESA піднесло велику несподіванку. Більшість величезних чорних дір у центрах галактик за останні 11 млрд років не були пробуджені через злиття галактик, як воно відбувалося раніше.

В середині більшості, якщо не у всіх, великих галактик таїться надмасивна чорна діра із масою в мільйони, а подекуди навіть в мільярди разів більшою від маси Сонця. У багатьох галактик, включаючи наш Чумацький Шлях, центральна чорна діра спокійна. Але в центрах деяких галактиках, особливо на ранніх етапах розвитку Всесвіту, відбувається "пишне бенкетування” на речовині, котра інтенсивно випромінює після попадання в чорну діру.

Однією із нерозгаданих таємниць є те, яким чином матерія надходить із пробудженої чорної діри, викликаючи несамовиті спалахи в галактичному центрі, внаслідок чого він стає активним галактичним ядром. До теперішнього часу багато астрономів вважали, що більшість із цих активних галактичних ядер були пробуджені після злиття двох галактик, або після близького проходження однієї галактики повз другу, коли порушена матерія стає паливом для чорної діри. Проте результати нових досліджень показують, що ця ідея може бути хибною для багатьох активних галактик.

Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe, Garching, Німеччина) та міжнародна група вчених із наукової спільноти COSMOS, докладно обстежили більше 600 активних галактик, котрі знаходяться в добре вивченій ділянці неба під назвою "ділянка COSMOS”. Як і очікувалося, астрономи виявили, що надзвичайно яскраві активні ядра були рідкістю в ті часи, коли більша частина активних галактик були помірно яскравими на протязі останніх 11 млрд років. Та це не було несподіванкою: нові дані показали, що переважна більшість цих поширених менш яскравих активних галактик не були викликані злиттям галактик. Результати даних досліджень з’являться в The Astrophysical Journal.

Про наявність активних галактичних ядер свідчить рентгенівське випромінювання із околиць чорних дір, котре вловлює Рентгенівська Космічна Обсерваторія XMM-Newton від ESA. Згодом ці галактики спостерігалися при допомозі Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, котрий зміг виміряти відстані до них. Об’єднавши спостереження, дослідна група змогла зробити тривимірну мапу, котра показує, де саме знаходяться активні галактики.

"Знадобилося більше п’яти років, але ми змогли провести один із найбільших та найповніших переобліків активних галактик в рентгенівському промінні”, сказала Marcella Brusa, одна із авторів дослідження.

Астрономи могли б використовувати цю нову мапу, щоб дізнатися, як саме активні галактики були розподілені та порівняти це із теоретичними передбаченнями. Вони також могли б побачити, як цей розподіл змінювався із віком Всесвіту на всьому шляху його розвитку, починаючи від 11 млрд років тому і майже до сьогодення.

Вчені виявили, що активні ядра переважно зустрічаються в великих масивних галактиках з великою кількістю темної матерії. Це було несподіванкою і не узгоджується з теоретичним передбаченням: якщо найбільші активні ядра були наслідком злиття та зіткнення між галактиками, то очікувалося, що вони будуть знайдені в галактиках з помірною масою (приблизно трильйон мас Сонця). Дослідна група виявила, що найбільш активні ядра знаходяться в галактиках із масами приблизно в 20 раз більшими від передбачених в теорії злиття.

"Ці нові результати дадуть нам нове розуміння того, як надмасивні чорні діри починають своє живлення”, сказала Viola Allevato, котра є провідним автором нової статті. "Вони показують, що чорні діри зазвичай живляться від процесів усередині галактики, на кшталт дисків нестабільностей та спалахів зореутворення, на відміну від галактичних зіткнень.”

Alexis Finoguenov, котрий керував роботою, укладає: "Навіть у далекому минулому, до майже 11 млрд років тому, галактичними зіткненнями можна пояснити тільки невеликий відсоток виникнення помірно яскравих активних галактик. У ті часи галактики були ближчими одна до одної, тобто нами очікувалося більше злиттів, ніж в недавньому минулому. Так що нові результати є іще більш дивними”.