Исследование: в плотных протокластерах активность сверхмассивных черных дыр в 2,7 раза выше

Международная группа астрономов представила количественные доказательства того, что плотная среда протокластеров галактик способствует усилению активности сверхмассивных черных дыр. Исследование, основанное на данных телескопа ALMA и рентгеновских наблюдениях, опубликовано в репозитории arXiv (препринт 2606.05283).

Ученые проанализировали семь протокластеров — ранних скоплений галактик — на красных смещениях от 2 до 4,5. В качестве объектов изучения были выбраны пылевые звездообразующие галактики (DSFG), обнаруженные в субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах. Контрольная выборка была сформирована из галактик поля в обзоре COSMOS, подобранных по тем же критериям.

Сравнение показало, что доля рентгеновских активных ядер галактик (АЯГ) в протокластерах в 2,7 раза выше, чем в поле. Статистическая значимость результата составляет p = 3e-4, что исключает случайность. Этот эффект сохраняется в двух диапазонах красных смещений: 2–3 (рост в 2,7 раза, p = 0,003) и 3–4,5 (рост в 2,6 раза, p = 0,03).

Важно, что выборки были тщательно выровнены по звездной массе, темпу звездообразования и массе пыли. Таким образом, усиление активности черных дыр не объясняется различиями в свойствах самих галактик. По мнению авторов, ключевую роль играет окружающая среда: в протокластерах выше плотность газа и чаще происходят взаимодействия и слияния, что стимулирует аккрецию на сверхмассивные черные дыры.

Работа демонстрирует, что рост сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной существенно зависит от космического окружения. Это первый шаг к систематической оценке влияния среды на рост черных дыр в разные космические эпохи. Дальнейшие наблюдения помогут уточнить физические механизмы, связывающие протокластеры и активность АЯГ.