Некоторые сверхмассивные черные дыры являются тихими обжорами

Данные космического телескопа "Спитцер" дают ученым новое понимание относительно того, почему некоторые сверхмассивные черные дыры в центрах галактик "сияют" иначе, чем другие.

Об этом рассказывают в НАСА, передают OstanniPodii.com.

На снимках, сделанных "Спитцером", потоки пыли длиной в тысячи световых лет движутся к сверхмассивной черной дыре в сердце галактики Андромеды. Оказывается, эти потоки могут помочь в объяснении того, как черные дыры, которые в миллиарды раз превышают массу нашего Солнца, утоляют свои огромные аппетиты, но остаются "тихими" едоками.

Когда сверхмассивные чёрные дыры поглощают газ и пыль, непосредственно перед попаданием внутрь материал нагревается, создавая невероятные световые шоу -- иногда ярче, чем вся наполненная звёздами галактика. А когда материал поглощается в виде сгустков разного размера, яркость чёрной дыры колеблется.

Но чёрные дыры в центрах Млечного Пути (нашей родной галактики) и Андромеды (одной из наших ближайших галактик-соседок) являются одними из самых тихих обжор во Вселенной. Тот небольшой свет, который они излучают, не имеет значительных изменений в яркости, что свидетельствует о том, что они потребляют небольшой, но постоянный приток пищи, а не большие сгустки. Потоки приближаются к черной дыре понемногу и по спирали, подобно тому, как вода закручивается в водосточной трубе.

Охота на источник питания Андромеды

В опубликованном ранее исследовании о галактике Андромеды была применена гипотеза о том, что тихая сверхмассивная черная дыра питается постоянным потоком газа. Используя компьютерные модели, авторы симулировали поведение газа и пыли вблизи сверхмассивной черной дыры Андромеды. Симуляции продемонстрировали, что вблизи неё может сформироваться небольшой диск горячего газа и непрерывно питать её. Диск мог бы пополняться и поддерживаться многочисленными потоками газа и пыли.

Но исследователи также установили, что эти потоки должны оставаться в пределах определенного размера и скорости; иначе материя будет попадать в черную дыру нерегулярными сгустками, что будет вызывать большую флуктуацию света.

Когда авторы сравнили свои выводы с данными от "Спитцера" и космического телескопа "Хаббл", они обнаружили спирали пыли, которые вписываются в эти ограничения. Из этого авторы сделали вывод, что спирали питают сверхмассивную черную дыру Андромеды.

"Это отличный пример того, как ученые просматривают архивные данные, чтобы узнать больше о динамике галактик, сравнивая их с последними компьютерными симуляциями", - говорит Альмудена Прието из Института астрофизики Канарских островов и Университетской обсерватории Мюнхена, соавтор исследования. "Мы имеем данные 20-летней давности, которые говорят нам о том, чего мы не замечали, когда собирали их впервые".

Более глубокий взгляд на Андромеду

Это изображение галактики Андромеды получено с космического телескопа НАСА "Спитцер", который уже выведен из эксплуатации. Представлено несколько длин волн, показывающих звезды, пыль и области звездообразования. Credit: NASA/JPL-Caltech

Запущенный в 2003 году и управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА, "Спитцер" изучал вселенную в инфракрасном свете, невидимом для человеческого глаза. Различные длины волн выявили различные особенности Андромеды, включая более горячие источники света, такие как звезды, и более холодные источники, такие как пыль.

Разделяя эти длины волн и глядя только на пыль, астрономы могут увидеть "скелет" галактики -- места, где газ сгущался и охлаждался, иногда образуя пыль, создавая условия для формирования звезд. Этот взгляд на Андромеду обнаружил несколько сюрпризов.

Например: хотя это спиральная галактика, подобная нашему Млечному Пути, в Андромеде доминирует большое пылевое кольцо, а не четкие рукава, кружащие вокруг ее центра. Изображения также обнаружили вторичную дыру в одной части кольца, через которую прошла карликовая галактика.

Это изображение Андромеды также сделано "Спитцером", но здесь видна лишь пыль, что облегчает рассмотрение глубинной структуры галактики. Credit: NASA/JPL-Caltech

Близость Андромеды к Млечному Пути означает, что с Земли она выглядит больше, чем другие галактики: Невооруженным глазом Андромеда будет примерно в шесть раз шире Луны. Даже имея поле зрения шире, чем у "Хаббла", телескоп "Спитцера" должен был сделать 11 000 снимков, чтобы создать эту полную картину Андромеды.