Астрофизики обнаружили суперпузыри, управляемые квазарами — они могут участвовать в создании галактик

Группа ученых из Университета науки и технологий Китая (USTC) совместно с астрофизиками из Германии и США впервые обнаружила пары сверхпузырей, образованные ветром из трех красных квазаров. Исследование вышло в Science Advances.

Количество массивных галактик, наблюдаемых в настоящее время астрономами, значительно меньше, чем было предсказано современной теорией эволюции галактик. Чтобы объяснить это, ученым необходимо знать точный механизм подавления звездообразования и модуляции роста галактики.

В качестве ключевой составляющей модели эволюции галактики был предложен механизм оттока звездообразующего материала, при котором ядро ​​галактики выбрасывает огромное количество газа в межгалактическое пространство на довольно активной стадии квазара. Однако существование механизма долгое время оставалось лишь теоретическим предположением из-за ограничений реальных наблюдений.

Предыдущее исследование, проведенное той же группой ученых, обнаружило прямые доказательства существования истечений в виде квазисферического звездного ветра в ярко светящихся квазарах с промежуточным красным смещением. Также предыдущие исследования допускали, что квазары могут участвовать в формировании галактик, но динамика процесса, в основном, оставалась загадкой.

Традиционный метод отбора квазаров для исследований, как правило, пропускает красные квазары из-за их слабой активности в радиодиапазоне. В новой работе ученые использовали мультиобъектный спектрограф Gemini (GMOS), установленный на телескопе Gemini-North на Гавайях, чтобы провести наблюдения за красными квазарами. 

Красные квазары обладают сильной люминесценцией, и авторам исследования важно было больше узнать о том, как генерируемый квазарами ветер может влиять на образующиеся вокруг них галактики.

В ходе наблюдений выяснилось, что половина выборочных галактик имеет значительные оттоки звездообразующего материала. В отличие от обнаруженных ранее истечений в виде квазисферического звездного ветра, новые представляли собой эффектные пары сверхпузырей. Самая большая пара имела диаметр более 60 000 световых лет и достигла максимальной лучевой скорости 1200 км с -1.

Сверхпузыри находились в туманности и излучали свет синего и красного смещения на высокой и низкой частоте соответственно. При использовании спектрографии ученые выяснили, что туманность окружало три квазара.

Команда исследователей также провела двумерное гидродинамическое моделирование на временной шкале в 20 миллионов лет и обнаружила, что потоки какое-то время задерживались в суперпузыре, но затем перешли к фазе прорыва, когда они вырываются из плотной среды галактического ядра и погружаются в галактическое гало.

Открытие этих пар сверхпузырей имеет большое значение для изучения механизма образования галактик. Во-первых, существование пар сверхпузырей является довольно убедительным доказательством существования механизма оттока звездообразующего материала, тогда как предыдущие наблюдения не давали надежных свидетельств этому. Более того, открытие дает уникальную возможность рассчитать энергию истечения и оценить влияние истечения на общую эволюцию галактики.