Влияние сверхмассивных черных дыр, находящихся в галактических ядрах, распространяется далеко за пределы родительских галактик и даже может влиять на соседние галактики. Неожиданный эффект от гигантских объектов обнаружили астрофизики Института астрономии Общества Макса-Планка, а также их коллеги из Мексики и США, чья статья опубликована в журнале Nature.
Процессы в карликовых галактиках-спутниках зависят от среды, окружающей центральную галактику. Считается, что эта среда, в свою очередь, испытывает влияние со стороны сверхмассивной черной дыры, несмотря на расстояние в десятки тысяч световых лет между ними. Однако природа этой связи оставалась для астрономов малопонятной из-за скудных данных наблюдений.
В новой научной работе ученые воспользовались каталогом Слоановского цифрового небесного обзора и идентифицировали 124 163 галактик-спутников, определив их положение относительно большой и малой осей центральной галактики (большинство центральных галактик в исследовании имели форму эллипса). Оказалось, что потухшие карликовые галактики, в которых отсутствует звездообразование, относительно редко встречаются вдоль малых осей, что кажется нелогичным, учитывая то, что сверхмассивные черные дыры в центральном ядре выбрасывают массу и энергию преимущественно в направлении именно малой оси галактики (это должно «сдувать» пригодную для образования звезд материю) из-за относительно низкого сопротивления межзвездной среды.
Как пишут ученые, это может объясняться несколькими причинами. Галактики изначально могли сформироваться в других условиях, не связанных с текущим состоянием окологалактической среды. Однако возможно и то, что роль сыграло взаимодействие между галактиком-спутником и гало центральной галактики.
Для проверки обоих сценариев, ученые воспользовались моделью виртуальной Вселенной IllustrisTNG, которая отличается от предыдущих моделей улучшенной симуляцией активных галактических ядер (в которых находится кормящаяся сверхмассивная черная дыра). Оказалось, что аномалия в распределении галактик-спутников возникает именно из-за влияния ядра, которое действует далеко за пределами центральной галактики.
Выбросы энергии от черной дыры создают в окологалактической среде области с низкой плотностью, что снижает эффективность процессов, ответственных за «гашение» карликовых галактик. К таким относятся, например, «эффект приливного обдирания» (англ. ram pressure stripping). Однако авторы статьи подчеркивают, что они не могут исключить другой сценарий, согласно которому истекающее вещество из ядра галактики в большей мере усиливает звездообразование, а не просто останавливает его гашение.