Сверхмассивная черная дыра поймана спрятанной в кольце космической пыли

С помощью Очень большого телескопа-интерферометра (VLTI) Европейской южной обсерватории (ESO) замечено облако космической пыли в центре галактики Мессье 77, скрывающей сверхмассивную черную дыру. Результаты подтвердили предсказания, сделанные около 30 лет назад, и дают астрономам новое представление об "активных галактических ядрах" — одних из самых ярких и загадочных объектов во Вселенной.

Об этом рассказывают в Европейской южной обсерватории, передают OstanniPodii.com.

Активные галактические ядра (АГЯ) являются чрезвычайно энергичными источниками, подпитывающимися от сверхмассивных черных дыр и находящимися в центрах некоторых галактик. Эти черные дыры поглощают большие объемы космической пыли и газа. Перед тем как будет съеден, этот материал движется по спирали к черной дыре, и при этом высвобождает огромное количество энергии, часто ослепляющее все звезды в галактике.

Астрономов интересуют АГЯ с тех пор как они впервые заметили эти яркие объекты в 1950-х годах. Теперь, благодаря VLTI, команда исследователей во главе с Виолеттой Гамес Росас из Лейденского университета в Нидерландах сделала ключевой шаг к пониманию того, как они работают и как выглядят вблизи. Результаты были опубликованы 16 февраля в журнальчике Nature.

Осуществляя чрезвычайно подробные наблюдения за центром галактики Мессье 77, также известной как NGC 1068, Гамес Росас и ее команда обнаружили толстое кольцо космической пыли и газа, скрывающее сверхмассивную черную дыру. Это открытие предоставляет жизненно важные доказательства поддержки теории 30-летней давности, известной как Унифицированная модель АГЯ.

Астрономы знают, что существуют разные типы АГЯ. Например, одни испускают всплески радиоволн, а другие нет; некоторые активные галактические ядра ярко сияют в видимом свете, тогда как другие, как Мессье 77, более приглушены. Унифицированная модель утверждает, что, несмотря на отличия, все АГЯ имеют одинаковую основную структуру: сверхмассивную черную дыру, окруженную толстым кольцом пыли.

Согласно этой модели, любая разница в наблюдаемых видах между АГЯ обусловлена ориентацией, с которой мы наблюдаем черную дыру и ее толстое кольцо с Земли. Тип АГЯ, который мы видим, зависит от того, насколь сильно кольцо загораживает черную дыру с нашей точки зрения, полностью скрывая ее в некоторых случаях.

Астрономы и раньше находили определенные доказательства в поддержку Унифицированной модели, включая обнаружение теплой пыли в центре Мессье 77. Однако оставались сомнения относительно того, может ли эта пыль полностью скрыть черную дыру и, следовательно, объяснить, почему это АГЯ светит менее ярко в видимом свете , чем другие.

«Настоящая природа пылевых облаков и их роль как в подпитывании черной дыры, так и в определении того, как она выглядит с Земли, были центральными вопросами в исследованиях АГЯ в последние три десятилетия», — объясняет Гамес Росас. «Хотя один результат не решит всех имеющихся у нас вопросов, мы сделали серьезный шаг в понимании того, как работают АГЯ».

Наблюдения стали возможны благодаря Мульти-аппертурному средне-инфракрасному спектроскопическому эксперименту (MATISSE), установленному на VLTI, расположенном в пустыне Атакама в Чили. MATISSE объединяет инфракрасный свет, собранный всеми четырьмя 8,2-метровыми телескопами Очень большого телескопа (VLT), используя технику под названием интерферометрия. Команда применила MATISSE для сканирования центра галактики Мессье 77, расположенной в 47 миллионах световых лет от нас в созвездии Кита.

«MATISSE может наблюдать в широком диапазоне длин инфракрасных волн, что позволяет видеть сквозь пыль и точно измерять температуру. Поскольку VLTI на самом деле очень большой интерферометр, у нас есть разрешение, которое позволяет увидеть происходящее даже в галактиках, таких удаленных, как Мессье 77. Полученные нами изображения предоставляют подробную информацию об изменениях температуры и поглощении в пылевых облаках вокруг черной дыры» , – говорит соавтор Вальтер Яффе, профессор Лейденского университета.

Путем сочетания изменения температуры пыли (от комнатной температуры до примерно 1200 °C), вызванной интенсивным излучением черной дыры, с картами поглощения, команда создала детальную картину распределения пыли и точно указала, где должна находиться черная дыра. Пыль – в виде толстого внутреннего кольца и более вытянутого диска – с черной дырой, расположенной в центре, соответствует Унифицированной модели. Команда также использовала для построения своего изображения данные Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива, принадлежащего ESO, и Антенного массива очень большой базы Национальной радиоастрономической обсерватории.

«Наши результаты должны привести к лучшему пониманию внутренней работы АГЯ», — заключает Гамес Росас. «Они также могут помочь нам лучше понять историю Млечного Пути, в центре которого находится сверхмассивная черная дыра, которая могла быть активной в прошлом».

Теперь исследователи пытаются использовать VLTI для нахождения большего количества подтвержденных доказательств Унифицированной модели АГЯ, рассмотрев большую выборку галактик.

Член команды Бруно Лопес, научный руководитель MATISSE в Обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, говорит: «Messier 77 является важным прототипом АГЯ и прекрасной мотивацией для расширения нашей программы наблюдений и оптимизации MATISSE для изучения большей выборки АГЯ».

Чрезвычайно большой телескоп (ELT), который должен начать наблюдение позже в этом десятилетии, также поможет поиску и предоставит результаты, которые дополнят выводы команды и позволят исследовать взаимодействие между АГЯ и галактиками.

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