Активность сверхмассивных черных дыр замедлила развитие галактик.
Протоскопление Паутина (PKS 1138-262) возникло в сравнительно ранней Вселенной: астрономы наблюдают этот объект таким, каким он был более 10 миллиардов лет назад. Хотя скопление было тщательно изучено, оно продолжает хранить множество загадок — ранее две исследовательские группы обнаружили в Паутине 41 новую галактику.
Чтобы выяснить, почему некоторые жители этого древнего скопления в основном состоят из старых звезд, астрономы проанализировали звездообразование и активность сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Результаты исследования, представленные в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, показали, что в галактиках с активными сверхмассивными черными дырами уровень звездообразования был значительно ниже, чем ожидалось.
С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» (и установленной на ней инфракрасной камеры NIRcam) команда ученых создала карту массивных галактик в протоскоплении Паутина (ранее эти объекты были обнаружены с помощью камеры телескопа Subaru MOIRCS, однако связь между звездообразованием и активностью черных дыр тогда установить не удалось) и сосредоточила внимание на сравнении двух групп массивных галактик: в первой группе процесс звездообразования продолжался, а во второй — прекращался.
В галактиках, где новые звезды не образовывались, были идентифицированы источники рентгеновского излучения, указывающие на активность центральных сверхмассивных черных дыр. Результаты также показали, что в первой группе галактик звезды формировались в дисках, простирающихся на тысячи световых лет, в то время как звездные диски во второй группе были менее выраженными (и сосредоточены в центральных областях).
Исследовательская группа под руководством астронома Ритма Шимакава (Rhythm Shimakawa) из Университета Васэда (Япония) изучала Паутину более 10 лет и пришла к выводу, что энергия, выделяемая сверхмассивными черными дырами при аккреции, вероятно, подавила образование новых звезд и постепенно трансформировала «звездные фабрики» в более «пассивные» эллиптические галактики (тем самым оказав влияние на их эволюцию).
Новые данные подтверждают давнюю гипотезу о том, что центральные сверхмассивные черные дыры способны «выключать» звездообразование и формировать массивные эллиптические галактики. В будущем полученные результаты помогут понять, как в масштабах Вселенной формируются и «затухают» галактики, а дальнейшие наблюдения позволят глубже изучить механизмы формирования древних космических структур и их эволюции.