Это указывает на то, что предыдущие представления об эволюции большинства галактик были ошибочными. Однако причины этого явления остаются невыясненными.
В нынешней Вселенной подавляющее большинство галактик характеризуется отсутствием активных ядер. Это указывает на то, что, несмотря на наличие сверхмассивной черной дыры в центре галактики, она не проявляет активного поглощения материи и, следовательно, не формирует квазара.
Квазары — ключевые «маяки» во Вселенной, представляющие собой массивные черные дыры. Они поглощают вещество своей галактики с такой интенсивностью, что значительная его часть не может сразу упасть в черную дыру и формирует аккреционный диск вокруг нее. Газ и пыль в этом диске подвержены трению из-за вращения, которое разгоняет их до колоссальных скоростей. В результате температура в диске достигает миллионов градусов и выше. Это приводит к тому, что он излучает энергию, преобразуя в неё от 6 до 32% массы вещества аккреционного диска. Для сравнения, термоядерные реакции, происходящие на Солнце, преобразуют в энергию менее 1% массы участвующего в них вещества.
Согласно современным представлениям, или, точнее, с появлением новых данных, квазары оказывают значительное влияние на развитие галактик. Их чрезвычайно высокая светимость, примерно в десять триллионов раз превышающая солнечную, приводит к нагреву окружающего газа, что сдерживает интенсивное звездообразование: энергия, излучаемая квазарами, фактически «выталкивает» газ за пределы галактик, в которых они находятся.
Однако теперь астрономы из Канзасского университета (США) выяснили, что ситуация гораздо сложнее. Изначальной целью исследования, проводимого с использованием нового космического телескопа «Джеймс Уэбб», было определение распространенности квазаров среди галактик. Ранее это было невозможно, поскольку предыдущие космические телескопы позволяли наблюдать на больших расстояниях только самые яркие квазары. Однако полученные данные оказались неожиданными. Соответствующая работа направлена на публикацию в The Astrophysical Journal, о ней же рассказывается в пресс-релизе Канзасского университета.
Квазары, несмотря на их высокую светимость, могут быть частично скрыты от наблюдения пылью. В связи с этим, долгое время предполагалось, что для выявления всех подобных объектов необходимы инфракрасные наблюдения среднего диапазона. Однако, до недавнего времени, телескопы, работающие в этом диапазоне, обладали ограниченной дальностью. Это приводило к мнению, что они способны зафиксировать лишь малую долю всех квазаров, существующих во Вселенной. Ранее удавалось наблюдать только самые массивные и древние галактики. Новое исследование стало первым, в котором в полной мере рассмотрели галактики, сопоставимые по размеру с нашей и даже меньшие.
В ходе исследования авторы новой работы выявили значительно меньшее количество быстрорастущих сверхмассивных черных дыр, являющихся центрами квазаров, чем предполагалось ранее. Область, которую они изучили, находится на таком расстоянии от нас, что свет оттуда шел 7-10 миллиардов лет – период, когда скорость звездообразования в галактиках достигла пика. До этого предполагалось, что в подобных областях скорость увеличения массы сверхмассивными черными дырами также была весьма высокой.
Поскольку квазаров наблюдается немного, их воздействие на развитие галактик, скорее всего, невелико, по мнению авторов исследования. Это означает, что влияние квазаров проявляется лишь для небольшого числа самых крупных галактик, а не для типичных, менее массивных, таких как наша. Также ученым удалось зафиксировать незначительное количество пыли в исследованных галактиках. Пыль обычно ассоциируется с процессами формирования звезд: ее недостаток указывает на то, что скорость появления новых звезд для большинства галактик в тот период была существенно ниже, чем предполагалось ранее. Вероятно, это свидетельствует о том, что звездообразование до 10 миллиардов лет назад происходило интенсивнее, чем считалось.
Астрономы также отметили, что наша галактика во многом напоминает уже исследованные. Если в них наблюдается недостаток квазаров, то, вероятно, Млечный Путь также не обладал квазаром в прошлом. Это указывает на значительные различия в условиях эволюции звезд и галактик: более массивные и галактики среднего размера, вероятно, развивались по совершенно разным сценариям.