Американские ученые смоделировали образование галактик вокруг сверхмассивной черной дыры и пришли к выводу, что X-образные галактики не так редки, как ранее считали астрономы. Для их образования не нужно каких-то особых условий, а необычная форма связана с взаимодействием еще не стабилизировавшихся джетов и газа, падающего в черную дыру. Однако такие галактики недолговечны быстро меняют форму. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Большинство галактик, которые ученые наблюдают в радиотелескопы, имеют спиральную или эллиптическую форму и два джета, вырывающихся из сверхмассивной черной дыры в их центре. Однако изредка астрономы обнаруживают так называемые X-образные радиогалактики, из центра которых выходит сразу четыре джета.
Исследование ученых из Северо-Западного университета проливает свет на то, как формируются такие галактики. Этот процесс оказался гораздо проще, чем ожидалось, поэтому X-образные радиогалактики могут быть более распространенными, чем считалось ранее. Ученые использовали моделирование, чтобы оценить питание черной дыры, формирование ее джетов и аккреционного диска. Когда исследователи запустили симуляцию, простые начальные параметры неожиданно привели к образованию Х-образной радиогалактики.
Такая форма появляется в результате взаимодействия между джетами и газом, падающим в черную дыру. В начале газ отклонял только что образованные джеты, заставляя их хаотично появляться и пропадать, раскачиваться, образуя пары полостей, направленных в разные стороны. На этом этапе и формировалась Х-образная форма. Потом джеты становились достаточно сильными, чтобы оттолкнуть газ, тогда они прекращали раскачиваться, стабилизировались и распространялись вдоль одной оси.
«Мы обнаружили, что даже с простыми начальными условиями мы можем получить неожиданный результат, — говорит соавтор исследования Аретайос Лалакос. — Популярное объяснение образования X-образных радиогалактик заключается в том, что две галактики сталкиваются, что приводит к слиянию их черных дыр, и меняет направления джетов. Другая идея состоит в том, что форма джета изменяется при взаимодействии с газом, окутывающим изолированную сверхмассивную черную дыру. Однако мы показали, что X-образные радиогалактики на самом деле могут формироваться гораздо более простым способом».
Поскольку Х-образная форма появлялась только в начале моделирования и сохранялась до тех пор, пока джеты не стабилизировались, ученые полагают, что такие галактики могут появляться во Вселенной достаточно часто, но существуют очень короткое время. Возможно также, что галактика может повторно изменить свою форму на Х-образную, когда черная дыра в ее центре получит новый источник вещества и начнет активно поглощать его.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
