Кто выключил свет? Черная дыра остановила звездный конвейер галактики

Одна из самых массивных галактик ранней Вселенной начала терять жизненные силы почти сразу после своего рождения. Наблюдения показали, что процесс угасания шел постепенно и без катастроф, хотя условия вокруг были крайне динамичными. Главную роль в этом сценарии сыграли потоки газа, покидавшие галактику и лишавшие ее ресурса для роста новых звезд. Об этом сообщает издание Nature Astronomy.

Необычная судьба галактики из ранней Вселенной

Галактика GS-10578, которую астрономы также называют Пабло, сформировалась примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. Уже при первых наблюдениях с помощью телескопа "Хаббл" и наземных обсерваторий она выделялась на фоне других объектов ранней Вселенной.

При массе более 160 миллиардов солнечных масс эта система почти не производила новые звезды. Для ранней Вселенной, где галактики активно наращивали звездное население, такое поведение оказалось редкостью.

Что показали наблюдения "Джеймса Уэбба"

Чтобы разобраться в причинах, ученые из Кембриджского университета привлекли данные космической обсерватории "Джеймс Уэбб", а также радиоинтерферометра ALMA. Исследование выявило острую нехватку холодного молекулярного газа — ключевого компонента звездообразования.

Его доля составляла менее одного процента от массы всех звезд галактики. При этом скорость рождения новых светил не превышала 5,6 солнечной массы в год, тогда как нейтральный газ покидал систему со скоростью около 60 солнечных масс в год.

Расчеты показали, что при таких темпах Пабло могла полностью лишиться газа менее чем за 200 миллионов лет — значительно быстрее, чем обычные звездообразующие галактики. Примечательно, что даже на фоне столь активных потерь звездный диск остался стабильным. Это говорит о том, что процесс прекращения звездообразования прошел эффективно, но без резких и разрушительных событий, которые могли бы изменить структуру галактики.

Роль сверхмассивной черной дыры

Отдельное внимание исследователи уделили центральной сверхмассивной черной дыре. Ее активность способна запускать мощные выбросы вещества, выдувающие остатки газа в межгалактическое пространство или нагревающие его до температур, при которых он не может сжиматься. Подобные механизмы уже фиксировались в системах, где сверхмассивная чёрная дыра формировалась на ранних этапах эволюции Вселенной.

По оценкам, текущая фаза активности длится около трех миллионов лет и уже привела к утрате до 15% оставшегося топлива. Однако данные указывают, что угасание галактики началось задолго до этого этапа.

Медленная эволюция GS-10578, вероятно, стала результатом сочетания двух факторов: отсутствия притока свежего газа извне и механизмов, способствующих его выносу из системы. Подобная комбинация могла быть характерна и для других массивных "мертвых" галактик ранней Вселенной, объясняя, почему некоторые звездные гиганты постарели раньше времени и сохранились до наших дней в спокойном, почти неизменном виде.