Новый анализ приводит к принципиально иному взгляду на сверхмассивные черные дыры

В центре большинства галактик находится сверхмассивная чёрная дыра. Некоторые из них активно потребляют газ и пыль вокруг себя, выбрасывая лишнюю энергию в виде мощных струй, которые мы видим как квазары по всей наблюдаемой Вселенной. Новое исследование, проведенное астрономами из Центра космического рассвета, рассмотрело этот процесс с помощью новых методов и результаты могут изменить наше представление о диете этих космических гигантов.

Об этом рассказывают в Институте Нильса Бора, передают OstanniPodii.com.

Расположенные в центрах галактик, сверхмассивные черные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивнее нашего Солнца. Благодаря своему чрезвычайному гравитационному тяготению они способны поглощать огромные количества газа, пыли и, возможно, даже близко подошедшие к ним звезды.

Физика говорит нам, что этот материал стремится создать диск, когда он притягивается к черной дыре в явлении, называемом "аккрецией". Эти аккреционные диски являются одними из самых неприглядных, жестоких мест в известной Вселенной, с приближающимися к скорости света скоростями и температурами, значительно превышающими поверхность нашего Солнца. Это тепло производит излучение, которое мы видим как свет, но превращение тепла в свет настолько эффективно — примерно в 30 раз эффективнее ядерного синтеза — что физики не совсем понимают, как оно происходит.

Голодные космические бегемоты

Характер питания черных дыр достаточно разнообразен. Некоторые, как в нашей галактике, не очень голодны и, похоже, не имеют аккреционных дисков. Но мы видим другие галактики, чьи прожорливые сверхмассивные черные дыры вырастили чрезвычайно горячие аккреционные диски настолько яркими, что они заслепляют все звезды в своих галактиках.

Только недавно мы получили наше первое изображение аккреционного диска от Телескопа горизонта событий – всемирной сети радиотелескопов. Однако этот аккреционный диск относится к очень близкой галактике. Мы не можем повторить этот эксперимент с более отдаленными галактиками, поскольку диски просто слишком малы и потому не видны даже самыми большими телескопами.

Изменчивость – ключ к разгадке

К счастью, перспективным кажется другой метод исследования размера и структуры удаленных аккреционных дисков: хотя мы не можем решить отдельные компоненты дисков, мы можем изучить, как изменяется их интенсивность во времени. Изучая изменчивость в освещении дисков, мы можем собрать воедино представление об аккреционных дисках даже самых отдаленных галактик.

Именно это сделал постдокторант Центра космического рассвета Джон Вивер, просмотрев прошлые наблюдения более 9000 галактик с яркими аккреционными дисками – так называемыми квазарами – из программы наблюдений "Слоановский цифровой обзор неба".

Когда источник не решен, наблюдаемый свет с аккреционного диска будет "загрязнен" светом от галактики, где находится черная дыра. Этот нежелательный свет от галактик-хозяев в значительной степени игнорировался предварительными исследованиями. Однако, используя новую модель изменчивости света квазара, Джон Вивер и его коллега Кит Хорн, профессор астрономии в Университете Сент-Эндрюс, смогли отделить свет аккреционного диска от света галактики-хозяина.

Другими словами, модель позволила им более напрямую видеть свет от аккреционного диска вокруг сверхмассивных черных дыр, даже в галактиках, удаленных от нас на миллиарды световых лет.

Спрятанные за пылью

Вивер и Хорн обнаружили, что космическая пыль вблизи аккреционного диска, вероятно, закрывала им обзор. Используя несколько различных моделей космической пыли для учета и удаления его затемняющих эффектов, они смогли определить, насколько горячий аккреционный диск как вблизи черной дыры, так и вдали от нее на краях диска.

Разница в температуре между горячим внутренним диском и холодным внешним диском была теоретически предусмотрена. Однако то, что Вивер и Хорн обнаружили с помощью наблюдений, было совсем другой картиной температуры диска: диски оказались даже более горячими вблизи черной дыры, чем предполагалось. Эти неожиданные выводы были опубликованы в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества" и свидетельствуют о том, что наши предположения и теоретические модели нуждаются в пересмотре, что повлияет на наше понимание сверхмассивных черных дыр вообще.

Нам не только нужно больше узнать о сверхмассивных черных дырах, но и изменчивость их прожорливости является прекрасной демонстрацией того, что наша Вселенная является гораздо более динамичным местом, чем можно было бы ожидать, глядя на статическое ночное небо.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.