В центре почти каждой крупной галактики сидит сверхмассивная чёрная дыра. Она не просто пожирает падающий газ, но и выбрасывает часть его обратно мощными струями. Эти струи, словно гигантские поршни, толкают окружающий газ и нагревают его. Астрономы давно подозревали, что именно так чёрные дыры не дают галактикам остыть и превратиться в холодные звёздные фабрики. Но сколько именно энергии передаётся газу, оставалось загадкой.

Новое исследование сравнило два набора данных. С одной стороны — наблюдения рентгеновского излучения горячего газа в тысячах эллиптических галактик, групп и скоплений. С другой — компьютерные модели, где газ нагревается только гравитацией, без участия чёрных дыр. Разница между ними и есть тот самый вклад чёрных дыр. Учёные обнаружили, что во всех системах, от скромных эллиптических галактик до гигантских скоплений, чёрные дыры передают газу лишь от 1 до 3 процентов своей полной энергии. Это немного, но достаточно, чтобы поддерживать газ горячим и разреженным.

Интересно, что в небольших системах накопленное тепло намного превышает потери на излучение. Газ там остаётся горячим даже спустя миллиарды лет после того, как чёрная дыра перестала активно питаться. В массивных скоплениях ситуация иная: нагрев и охлаждение находятся в равновесии, как в доме с идеально настроенным термостатом. Чёрная дыра работает отопителем, который включается ровно тогда, когда газ начинает остывать.

Этот результат важен не только для астрономов. Он даёт точные параметры для компьютерных моделей формирования галактик. Зная, что эффективность нагрева составляет 1–3%, можно лучше предсказывать, сколько звёзд родится в галактике за её жизнь. А значит, и как будет выглядеть наша Вселенная через миллиарды лет.