Прохладное, туманное кольцо вокруг сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Никогда ранее невиданный диск из прохладного межзвездного газа окутывает сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики, что показали новые исследования с помощью радиотелескопа ALMA.

Этот туманный диск предоставляет астрономам новое понимание функционирования аккреции - процесса оттока материала на поверхность черной дыры, сообщают в Национальной радиоастрономической обсерватории (США).

За десятилетия исследований астрономы разработали четкую картину хаотического и переполненного окружения сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Наш галактический центр находится примерно в 26 тысячах световых лет от Земли, а сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец A* в 4 миллиона раз больше нашего Солнца.

Теперь мы знаем, что этот регион наполнен бродячими звездами, межзвездными облаками пыли и большим резервуаром как феноменально горячих, так и сравнительно холодных газов. Предполагается, что эти газы вращаются вокруг черной дыры в большом аккреционном диске, который простирается от горизонта событий черной дыры на несколько десятых светового года.

Однако, до сих пор, астрономы смогли изобразить только разреженную, горячую часть этого потока аккреционного газа, который формирует примерно сферический поток и не показал признаков явного вращения. По оценкам, его температура составляет 10 миллионов градусов по Цельсию, что составляет примерно две трети части от температуры в ядре нашего Солнца. При этой температуре газ сильно светится в рентгеновском свете, позволяя изучать его с помощью космических рентгеновских телескопов, до десятой части светового года от черной дыры.

В дополнение к этому горячему светящемуся газу, предыдущие наблюдения с помощью телескопов с миллиметровой длиной волны обнаружили огромный запас сравнительно более прохладного водорода (около 10 тысяч градусов Цельсия) на несколько световых лет от черной дыры. Вклад этого охлаждающего газа в аккреционный поток в черную дыру раньше не был известен.

Хотя черная дыра в центре нашей галактики относительно спокойна, излучение вокруг нее достаточно мощное, чтобы заставлять атомы водорода постоянно терять и рекомбинировать свои электроны. Эта рекомбинация производит характерный сигнал на миллиметровой длине волны, который способен достичь Земли с очень малыми потерями на этом пути.

Имея превосходную чувствительность и мощную способностью видеть мелкие детали, Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA) смог обнаружить этот слабый радиосигнал и создать первое в мире изображение более холодного газового диска на расстоянии в лишь сотой части светового года (или примерно в 1000 раз больше расстояния от Земли до Солнца) от сверхмассивной черной дыры. Эти наблюдения позволили астрономам составить карту расположения и проследить движение этого газа. Исследователи считают, что количество водорода в этом прохладном диске составляет около одной десятой массы Юпитера или одной десятитысячной массы Солнца.

Картографируя сдвиги в длинах волн этого радио-света из-за эффекта Доплера (свет от объектов, движущихся к Земле, немного смещается к более «синей» части спектра, а свет от удаляющихся объектов немного смещается к более «красной» части), астрономы могли четко видеть, что газ вращается вокруг черной дыры. Эта информация должна предоставить новые представления о том, каким образом черные дыры поглощают материю и о сложном взаимодействии между черной дырой и ее галактическим окружением.

Читайте еще интересные новости о космосе.

Напомним, несколько месяцев назад Обсерватория Чандра представила 360-градусную визуализацию с середины нашего Млечного Пути, с точкой обзора от сверхмассивной черной дыры Стрелец А*.

Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E.M. Murchikova; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello