Международная группа астрономов, используя телескопы в Чили, зафиксировала высокоскоростное столкновение двух галактик, находящихся на расстоянии более 11 миллиардов световых лет от Земли. Это редкое событие дало учёным уникальную возможность напрямую наблюдать, как квазары — одни из самых ярких объектов во Вселенной — влияют на окружающее пространство и эволюцию галактик.

Объект исследования, система J012555.11−012925.00, представляет собой две взаимодействующие галактики. В центре одной из них находится активно питающаяся сверхмассивная чёрная дыра, формирующая квазар. Обычно его яркость затмевает всё вокруг, но с помощью сети радиотелескопов ALMA учёным удалось рассмотреть и вторую галактику-компаньон.

Изображение, полученное с помощью ALMA, показывает молекулярный газовый состав двух галактик, вовлеченных в космическое столкновение. В той, что справа, находится квазар – сверхмассивная черная дыра, которая аккрецирует материал из своего окружения и испускает интенсивное излучение непосредственно в другую галактику.  Источник: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Balashev, P. Notrdaeme

Наблюдения показали, что вторая галактика приближается к содержащей квазар со скоростью около 2 миллионов километров в час, что указывает на фазу высокоскоростного слияния. Чтобы оценить влияние излучения квазара на газ соседней галактики, команда использовала инструмент X-shooter на Очень Большом Телескопе (VLT).

Спектральный анализ выявил, что интенсивное излучение разрушает молекулярный газ в галактике-компаньоне, оставляя только плотные компактные облака — они слишком малы для запуска звездообразования. По словам Сергея Балашева из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе, это первое наблюдательное подтверждение того, что излучение квазара способно напрямую изменить внутреннюю структуру газа в соседней галактике. Его коллега Паскье Нотэрдем из Института астрофизики в Париже назвал этот процесс «космическим поединком».

Исследование также показало, что гравитационное взаимодействие в системе направляет всё больше газа к чёрной дыре, поддерживая её активность. Согласно Балашеву, такие слияния галактик доставляют к центральным чёрным дырам значительные объёмы газа, активируя квазары. Это открытие подтверждает ключевую роль слияний в формировании и эволюции активных ядер галактик.

Наблюдения выявили, что молекулярный газ в зоне воздействия излучения квазара отличается крайней плотностью (105–106 см-3) и малыми размерами (менее 0,02 пк), что делает его на порядки компактнее аналогов в других межгалактических средах. Эти данные указывают на локализованную отрицательную обратную связь: квазар разрушает условия, необходимые для рождения звёзд, препятствуя звездообразованию и радикально меняя эволюцию затронутой галактики.

Открытие предоставляет редкое наблюдательное подтверждение теории о том, что активные ядра способны оказывать разрушительное влияние на окружающую среду. Оно также подчёркивает значимость многоволновых наблюдений и сотрудничества нескольких обсерваторий для понимания процессов, происходящих в далёкой ранней Вселенной.