Недавнее исследование, проведенное доктором Мин-Ян Чжуаном из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и профессором Луисом К. Хо из Института астрономии и астрофизики Кавли при Пекинском университете, предоставляет новые и значительные инсайты в вопрос совместной эволюции сверхмассивных черных дыр и их родительских галактик.
Исследование анализировало структурные и фотометрические характеристики родительских галактик с красным смещением менее 0,35 у 11 500 активных галактических ядер (AGN), используя данные из Pan-STARRS1 3PI Steradian Survey. Это исследование направлено на выявление взаимосвязи между массой черной дыры и свойствами родительских галактик в нашей ближайшей Вселенной и было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Долгое время астрономов интересовала близкая связь между массой сверхмассивных черных дыр и свойствами их родительских галактик, но до сих пор не существовало консенсуса относительно происхождения этой связи и ее изменений со временем. Эта конкретная зависимость между массой черных дыр и характеристиками родительских галактик в нашей соседней Вселенной оставалась загадкой.
Исследование выявило, что галактики с активно аккрецирующими черными дырами демонстрируют схожую зависимость между массой черной дыры и массой звезд, независимо от типа галактики. Кроме того, позиция галактики в этой зависимости, кажется, связана с уровнем звездообразования и активностью аккреции черных дыр.
Доктор Чжуан отмечает: "Наши результаты раскрывают эволюционные пути галактик на плоскости массы черной дыры и массы звезд. Совместная эволюция галактики и ее центральной черной дыры кажется синхронизированной в течение длительного времени. Галактики с более массивными черными дырами начинают "догонять" и создавать больше звезд, тогда как у галактик с менее массивными черными дырами черные дыры имеют возможность поглощать больше вещества. В конечном итоге, достигается некий баланс".
Это исследование также поддерживает предположение о совместном источнике газа для аккреции черных дыр и процесса образования звезд, что может объяснить параллельный рост этих объектов в локальной Вселенной. Сценарий развития объектов с небольшими черными дырами, находящимися ниже локального отношения, подтверждает гипотезу, предложенную недавними компьютерными моделями. В этом сценарии рост черных дыр изначально несоизмерим с процессами звездообразования, но в последствии их динамика изменяется, когда концентрация газа стабилизируется на более высокой звездной массе. Галактики с супермассивными черными дырами, наоборот, продолжают набирать массу, что соответствует активному звездообразованию и обилию газа в родительских галактиках раннего типа с активными галактическими ядрами.
Результаты этого исследования предоставляют новый взгляд на совместную эволюцию сверхмассивных черных дыр и родительских галактик и могут стать ключевым ориентиром и фундаментом для дальнейших исследований в этой области. Эти выводы предлагают ценные ограничения для численного моделирования, которое стремится описать сложное взаимодействие между черными дырами и их родительскими галактиками.
