Черные дыры с массой, эквивалентной миллионам солнц, действительно тормозят рождение новых звезд, говорят астрономы. Используя машинное обучение и три самых современных моделирования для подтверждения результатов большого обзора неба, исследователи из Кембриджского университета разрешили 20-летний спор о формировании звезд.

Звездообразование в галактиках долгое время было центром астрономических исследований. Десятилетия успешных наблюдений и теоретического моделирования привели к хорошему пониманию того, как коллапс газа приводит к образованию новых звезд как внутри, так и за пределами нашего Млечного Пути. Однако благодаря программам наблюдений за всем небом, таким как Слоановский цифровой обзор неба (SDSS), астрономы поняли, что не все галактики в локальной Вселенной активно звездообразуют — существует обильная популяция «неподвижных» объектов, которые формируют звезды на значительном расстоянии. более низкие ставки.

Вопрос о том, что останавливает звездообразование в галактиках, остается самым большим неизвестным в нашем понимании эволюции галактик, обсуждаемым в течение последних 20 лет. Джоанна Пиотровска и ее команда из Института космологии Кавли поставили эксперимент, чтобы выяснить, что может быть причиной.

Используя три современных космологических моделирования — EAGLE, Illustris и IllustrisTNG — астрономы исследовали то, что мы ожидаем увидеть в реальной Вселенной, наблюдаемой с помощью SDSS, когда различные физические процессы останавливают звездообразование в массивных галактиках.

Астрономы применили алгоритм машинного обучения для классификации галактик на звездообразующие и покоящиеся, задав вопрос, какой из трех параметров — масса сверхмассивных черных дыр , обнаруженных в центре галактик (эти чудовищные объекты обычно в миллионы или даже миллиарды раз превышают массу нашего Солнца), общая масса звезд в галактике или масса гало темной материи вокруг галактик — лучше всего предсказывает, как появятся галактики.

Затем эти параметры позволили команде выяснить, какой физический процесс — инжекция энергии сверхмассивными черными дырами, взрывы сверхновых или ударный нагрев газа в массивных гало — отвечает за принуждение галактик к частичному исчезновению.

Новое моделирование предсказывает, что масса сверхмассивной черной дыры является наиболее важным фактором, тормозящим звездообразование. Важно отметить, что результаты моделирования совпадают с наблюдениями за локальной Вселенной, что придает вес выводам исследователей. Результаты опубликованы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества .

«Очень интересно видеть, как симуляции точно предсказывают то, что мы видим в реальной Вселенной», — сказала Пиотровска. «Сверхмассивные черные дыры — объекты с массой, эквивалентной миллионам или даже миллиардам Солнц, — действительно оказывают большое влияние на свое окружение. Эти чудовищные объекты вынуждают принимающие их галактики в своего рода полуотставке от звездообразования».