Самая яркая галактика поедает сразу трёх соседей

Астрономы разгадали, что же подпитывает силы древней галактики с рекордной светимостью. Оказалось, что выдающиеся характеристики определяет экзотический вид каннибализма: звёздная система "крадёт" вещество у трёх своих спутников, что крайне редко встречается и ещё никогда не наблюдалось на таком расстоянии от Земли.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Science группой во главе с Танио Диасом-Сантосом (Tanio Diaz-Santos) из Университета Диего Порталес в Чили.

Звёздная система WISE J224607.55-052634.9 (кратко W2246-0526) была открыта в 2015 году с помощью инфракрасного телескопа WISE. Это очень тусклый объект для земных инструментов. Но тому виной лишь огромное расстояние в 12,4 миллиарда световых лет (для сравнения: Вселенной всего 13,7 миллиарда световых лет).

Если же мысленно расположить все известные галактики на одной и той же дистанции от Млечного Пути, то именно W2246-0526 окажется самой яркой. Всё потому, что её светимость составляет 350 триллионов солнц, и это абсолютный рекорд.

При этом W2246-0526 вовсе не является самой большой из известных галактик. Мощь её излучения обеспечивается не столько количеством звёзд, сколько необычайной активностью центральной сверхмассивной чёрной дыры. Галактики такого типа называются квазарами, и о них "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали.

Но W2246-0526 уникальна даже среди этих ярчайших "светильников". Она относится к редкому типу квазаров, которые специалисты не без юмора называют хот-догами.

Правда, в этом случае сосиски ни при чём (хотя в астрономии случается всякое). Сокращение hot DOG в данном случае означает hot, dust-obscured galaxy, то есть "горячая закрытая пылью галактика". Раскалённое облако вещества, падающего на центральную чёрную дыру такой системы, интенсивно излучает в разных диапазонах. Окружающие "хищницу" пыль и газ поглощают эти электромагнитные волны и вновь испускают их, уже в виде инфракрасного излучения. Именно поэтому "хот-доги" хорошо видны в инфракрасные телескопы.

W2246-0526 – самый яркий из таких объектов. Значит, на её чёрную дыру падает необычно много вещества. Вопрос состоит в том, откуда у "хозяйки" далёкой галактики взялись такие запасы.

Астрономы получили ответ, воспользовавшись радиотелескопом ALMA. Этот инструмент помог разглядеть струи пыли, протянувшиеся к W2246-0526 от трёх её спутников (карликовых галактик). Положение и форма этих потоков указывает на то, что их вещество перетекает из меньших звёздных систем в большую под действием гравитации последней.

Авторы рассчитали, что поглощаемого вещества вполне хватает для того, чтобы подпитывать квазар, обеспечивая ему рекордную яркость.

"Возможно, что эта безумная кормёжка продолжается уже в течение некоторого времени, и мы ожидаем, что галактический праздник растянется как минимум на несколько сотен миллионов лет", – говорит Диас-Сантос.

Сам по себе такой галактический каннибализм – отнюдь не редкость. Однако обычно "хищник" ограничивается одной "жертвой". Реже речь идёт о двух спутниках, и совсем редко о трёх. Что же до W2246-0526, ей уникальности добавляет огромное расстояние от Земли. Это попросту самая далёкая из известных галактик, имеющая более чем одного "донора".

"Из предыдущих данных было известно, что [у W2246-0526] есть три галактики-спутника, но не было доказательств взаимодействия между этими соседями и центральным объектом, – объясняет Диас-Сантос. – Мы не искали каннибальское поведение и не ожидали его увидеть, но глубокое изучение [W2246-0526 при помощи] обсерватории ALMA делает это очень ясным".

Пока авторы не готовы сказать, типичен ли подобный каннибализм для других "хот-догов" и является ли он причиной их необычной светимости.

"Эта галактика может быть единственной [в своём роде], потому что она почти в два раза ярче, чем любая другая галактика, которую мы нашли с WISE, и она сформировалась очень рано в истории Вселенной, – рассказывает соавтор работы Питер Эйзенхардт (Peter Eisenhardt) из NASA. – Но мы обнаружили много других галактик с WISE, которые похожи на эту: далёкие, запылённые и в тысячи раз более яркие, чем обычные галактики. Так что благодаря W2246-0526 мы можем видеть, что происходит на ключевой стадии эволюции галактик и затенённых [пылью] квазаров".

К слову, подобное "обжорство", скорее всего, не доведёт галактику до добра. Если в ядре галактики соберётся слишком много вещества, может возникнуть мощный квазарный ветер, который выметен из звёздной системы значительную часть запасов газа и остановит рождение новых светил.

Отметим, что каннибализм – не единственный способ пополнить запасы вещества вокруг чёрной дыры. Специалисты подозревают, что многие квазары понемногу поглощают и межгалактический газ.

Между прочим, с W2246-0526 связана ещё одна загадка. Другая научная группа недавно опубликовала статью, в которой оценила массу центральной чёрной дыры в четыре миллиарда солнечных. Эта цифра может показаться большой, но для обеспечения экстремальной светимости этой ярчайшей из галактик её "хозяйка" должна быть как минимум в три раза массивнее. Специалисты пока не готовы сказать, как разрешить это противоречие. Видимо, W2246-0526 ещё не раз предстоит удивить исследователей.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" писали о фонтане вещества, бьющем из окрестностей сверхмассивной чёрной дыры. Также мы рассказывали о сверхсветовых сталкивающихся галактиках.