Разница в массах черных дыр Млечного Пути и Андромеды объяснена историей слияний галактик
Астрофизики из коллабораций ARTEMIS и EAGLE представили новое исследование, объясняющее разброс масс сверхмассивных черных дыр в галактиках, подобных Млечному Пути. Согласно статье, опубликованной на arXiv, различие в массе центральных черных дыр нашей Галактики и галактики Андромеды (M31) обусловлено их разной историей слияний.
Ученые использовали космологические симуляции для классификации галактик по соотношению массы центральной черной дыры и звездной массы галактики. Выделив группы с минимальным (LBH) и максимальным (HBH) отношением, они проследили их эволюцию с красного смещения z~2 до наших дней.
Оказалось, что около 10 миллиардов лет назад обе группы имели схожие свойства, но со временем их пути разошлись. В галактиках с менее массивными черными дырами (как в Млечном Пути) дольше сохранялся газ, что поддерживало звездообразование. В галактиках с более массивными черными дырами (как в M31) звезды формировались раньше, черные дыры росли быстрее, а затем наступало эффективное гашение активности.
Основным фактором расхождения оказалась частота слияний. Галактики с активной историей слияний — подобные M31, которая, как считается, испытала множество поглощений, — содержат более массивные черные дыры и имеют эллиптическую форму. Напротив, Млечный Путь с его относительно спокойной эволюцией сохранил дисковую структуру и менее массивную черную дыру.
Механизмы роста черных дыр тоже различаются. В HBH-галактиках черные дыры растут в основном за счет аккреции газа (около 90%), тогда как в LBH-галактиках вклад аккреции и слияний черных дыр составляет примерно 60 и 40 процентов соответственно. Это объясняет, почему в спокойных галактиках черные дыры легче: слияния дают меньший вклад.
Таким образом, разные массы сверхмассивных черных дыр в Млечном Пути и M31 — естественное следствие их различного эволюционного пути. Результаты хорошо согласуются с наблюдаемым разбросом масс черных дыр и морфологий галактик в близкой Вселенной. Исследование подчеркивает важность учета истории слияний при моделировании роста черных дыр.
