Слияние галактик заставило светиться черную дыру

Если уподобить гигантские звездные системы, галактики, людям, их жизнь покажется не такой скучной и одинокой, как у тех звезд, из которых они состоят. Эти расстояния от звезды до звезды, выраженные в их размерах, измеряются многими тысячами и миллионами единиц. А вот галактики живут рядом, буквально рука об руку. Они то и дело сталкиваются и непрерывно возмущают друг друга – в общем, живут полноценной общественной жизнью. Она у галактик даже богаче, чем у людей: иногда галактики поедают друг друга или сливаются, что людям обычно не свойственно.

По современным представлениям, слияния это как раз процесс, который определяет внешний вид и разнообразную жизненную активность галактик. Гигантские эллиптические системы, обитающие в центральных частях богатых скоплений галактик, это результат слияний относительно крупных галактик, взаимодействие которых полностью стерло память об их начальной, скорее всего, спиральной структуре.

Крупные спиральные системы вроде нашего Млечного Пути – продукт многочисленных эпизодов галактического каннибализма и переваривания небольших и средних галактик, с которых миллиарды лет назад началось образование космической структуры. Иногда ядра редких середнячков, которые не успели полностью разрушиться, до сих пор населяют окрестности своих пожирателей, например в виде компактных эллиптических галактик, чья природа прояснилась лишь совсем недавно.

От слияний станет всем светлей

Помимо пассивного роста слияния и поглощения могут до неузнаваемости изменить облик действующих лиц. Облака газа и магнитных полей при столкновениях галактик сжимаются и разогреваются, что может привести к мощным вспышкам образования новых звезд – у галактик появляется новая «иллюминация», которая может на многие миллионы лет оказаться во много раз мощнее исходной.

Те же газовые облака, попавшие в центральную часть встреченной на пути галактики, могут оказаться прекрасным топливом для сверхмассивной черной дыры в ее центре, которая давно исчерпала запас пищи в своих собственных окрестностях. В этом случае возникает активное ядро, излучающее во всем электромагнитном диапазоне от радиоволн до гамма-лучей. А если повезет, в паре сливающихся галактик могут возникнуть и два таких ядра – по числу черных дыр.

Кстати, сами звезды этих глобальных событий практически не замечают, как рядовые сотрудники компаний не замечают слияний и поглощений, занимающих умы финансовых воротил. Звезды слишком жидко разбросаны в пространстве в сравнении с их размерами, так что прямое столкновение при слиянии двух галактик может угрожать лишь пригоршне особо невезучих светил. Наблюдать такие прямые столкновения астрономам еще ни разу не удавалось, и не факт, что когда-нибудь удастся.

Пара Рака

Пример того, что может получиться на промежуточном этапе слияния, показывает объект NGC2623, или Arp 243, расположенный примерно в 250 млн световых лет от Земли в направлении на созвездие Рака. Его фотографию, полученную улучшенной камерой для обзоров ACS космического телескопа имени Хаббла, опубликовал Европейский информационный центр космического телескопа (видимо, чтобы люди не забывали, что «Хаббл» это и европейский проект -- формально на 15%).

Как нетрудно догадаться, объект, внешне напоминающий одну спиральную галактику с двумя выдающимися рукавами и очень необычной центральной частью, на деле представляет собой пару спиралей. Судя по всему, они впервые столкнулись несколько десятков, а может, и сотню миллионов лет назад и до сих пор не завершили хоровод, который положит конец их раздельному существованию.

Пыль, хвосты и дыры

«Спиральные рукава» NGC2623 – это на деле так называемые приливные хвосты, возникшие за счет гравитационного возмущения сливающимися галактиками друг друга. Мощные потоки газа, вырванные притяжением массивных центральных областей, остались рассеянными по орбитам двух компонент. А те их части, что оказались наиболее возмущены взаимодействиям, сейчас хорошо видны благодаря образованию новых звезд и целых скоплений массивных светил, видимых на картинке отдельными голубоватыми пятнышками.

В общей сложности ученые насчитали более сотни массивных голубых скоплений, светимость которых в сотни тысяч и миллионы раз превосходит мощность излучения Солнца. И значительную часть их света мы не видим – его перехватывает пыль, которая от этого нагревается и испускает мощное инфракрасное излучение. Самые яркие из обнаруженных скоплений светят, как десятки миллионов солнц, что выше светимости самых ярких скоплений нашей Галактики – в десятки раз более крупной, но не сливавшейся в обозримом прошлом ни с чем крупным.

Кстати, есть в Arp 243 и активное галактическое ядро, связанное с центральной черной дырой одной из сталкивающихся галактик. Какой именно -- в этой круговерти выяснить трудно. Ясно лишь, что в итоге черная дыра здесь останется только одна. Через миллионы лет оба объекта просядут к центру сформировавшейся единой системы и в конечном итоге сольются, испустив последний гравитационный вопль.