Космическая рентгеновская обсерватория NASA «Чандра» смогла пролить свет на тайну, над которой астрономы ломают голову не одно десятилетие. Учёные никак не могли найти объяснения тому, почему гигантские эллиптические галактики содержат так мало (если вообще содержат) молодых звезд. Полученные новые доказательства подчеркивают важную роль, которую сверхмассивные черные дыры играют в эволюции их родительских галактик.
Ввиду того, что темпы процессов звёздообразования во многих гигантских эллиптических галактиках упали до чрезвычайно низких уровней, эти галактики, в большей степени, являются домом для «долгоживущих» звезд с низкой массой и красными оптическими оттенками. Именно поэтому астрономы назвали эти галактики «красными и мертвыми».
Ранее считалось, что эти красные галактики содержат очень мало холодного газа — который служит топливом для процессов звёздообразования — этим собственно и объяснялось отсутствие молодых звезд. Однако астрономам благодаря использованию космической рентгеновской обсерватории «Чандра» удалось обнаружить огромное количество холодного газа в некоторых гигантских эллиптических галактиках. В выборке из восьми галактик, шесть содержат огромные резервуары с холодным газом. Это — впервые, когда астрономам удалось идентифицировать огромные скопления холодного газа в гигантских эллиптических галактиках, расположенных не в центре массивного скопления галактик.
Глядя на такие скопления газа, астрономы надеялись обнаружить в галактиках много молодых звезд. Однако их ожидания не оправдались. Чтобы попытаться понять это несоответствие, астрономы изучили галактики на других длинах волн, в частности, в рентгеновских лучах и радиоволнах. Наблюдения «Chandra» использовались для отображения температуры и плотности газа в этих галактиках. Для шести из восьми галактик, содержащих много холодного газа, в том числе и для NGC 4636 и NGC 5044, представленных на снимках, рентгеновские данные показали, что горячий газ охлаждается, то есть является источником холодного газа, наблюдаемого посредством «Herschel». Тем не менее, остановки процесса охлаждения приводят к уплотнению холодного газа, благодаря чему должны формироваться звезды. Однако есть что-то, что мешает процессу звездообразования.
Подсказка относительного того, что бы это могло быть, прибыла из снимков «Chandra». Горячий газ в центральных районах шести галактик, содержащих холодный газ, более «взбудораженный», нежели в холодных безгазовых системах. Это признак того, что материал был изгнан из областей, расположенных чрезвычайно близко к центральной черной дыре. Эти вспышки, по мнению учёных, являются своего рода «транспортёрами» для холодного газа, движущегося по направлению к черной дыре. Вспышки «сваливают» большую часть своей энергии в центр галактики, где находится холодный газ, предотвращая тем самым его последующее охлаждение до нужной температуры, ведь, как известно, формирование звезд может происходить при определённых температурных условиях.
Другие галактики в выборке, NGC 1399 и NGC 4472, также образуют очень мало молодых звезд, но с ними совершенно иная история. Дело в том, что в этих галактиках практически не удалось обнаружить холодный газ, а горячий газ в центральных областях является более гладким. Помимо всего прочего у них есть мощные джеты чрезвычайно энергетических частиц. Эти потоки, вероятно, направляют горячий газ к центральным черным дырам. Джеты создают огромные полости, которые можно увидеть на снимках «Chandra», которые и нагревают горячий газ, не позволяя ему охлаждаться и формировать холодный газ и звезды. Центральные области 1399 NGC и NGC 4472 выглядят более гладкими в рентгеновских лучах, чем у других галактик, вероятно, потому что их более мощные джеты производят полости еще дальше от центра, где рентгеновская эмиссия более слабая. Статья, описывающая результаты исследований, была опубликована в «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society». Первый автор публикации — Norbert Werner из Stanford University, расположенного в Калифорнии.
