Прохолодне, туманне кільце навколо надмасивної чорної діри Чумацького Шляху

Ніколи раніше небачений диск з прохолодного міжзоряного газу, що обгортає надмасивну чорну діру в центрі нашої галактики, що показали нові дослідження за допомогою радіотелескопа ALMA.

Цей туманний диск надає астрономам нове розуміння функціонування акреції – процесу відтоку матеріалу на поверхню чорної діри, повідомляють в Національній радіоастрономічній обсерваторії (США).

За десятиліття досліджень астрономи розробили чітку картину хаотичного і переповненого оточення надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху. Наш галактичний центр знаходиться приблизно на відстані 26 тисяч світлових років від Землі, а надмасивна чорна діра, відома як Стрілець A*, в 4 мільйони разів більше нашого Сонця.

Тепер ми знаємо, що цей регіон наповнений бродячими зірками, міжзоряними хмарами пилу і великим резервуаром як феноменально гарячих, так і порівняно холодних газів. Припускається, що ці гази обертаються навколо чорної діри у великому акреційному диску, який простягається від горизонту подій чорної діри на кілька десятих світлового року.

Однак, до цих пір, астрономи змогли зобразити лише розріджену, гарячу частину цього потоку акреційного газу, який формує приблизно сферичний потік і не показав ознак явного обертання. За оцінками, його температура складає 10 мільйонів градусів за Цельсієм, що є приблизно дві треті від температури в ядрі нашого Сонця. За цієї температури газ сильно світиться в рентгенівському світлі, дозволяючи вивчати його за допомогою космічних рентгенівських телескопів, аж до десятої частини світлового року від чорної діри.

На додаток до цього гарячого газу, що світиться, попередні спостереження за допомогою телескопів з міліметровою довжиною хвили виявили величезний запас порівняно більш прохолодного водню (близько 10 тисяч градусів Цельсія) на кілька світлових років від чорної діри. Внесок цього охолоджуючого газу в акреційний потік на чорну дірку раніше не був відомий.

Хоча чорна діра в центрі нашої галактики відносно спокійна, випромінювання навколо неї достатньо потужне, щоби змушувати атоми водню постійно втрачати і рекомбінувати свої електрони. Ця рекомбінація виробляє характерний сигнал на міліметровій довжині хвили, який здатний досягти Землі з дуже малими втратами на цьому шляху.

Маючи чудову чутливість та потужну здатністю бачити дрібні деталі, Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA) зміг виявити цей слабкий радіосигнал і створити перше у світі зображення більш холодного газового диска на відстані в лише сотої частини світлового року (або приблизно в 1000 разів більше відстані від Землі до Сонця) від надмасивної чорної діри. Ці спостереження дозволили астрономам скласти карту розташування і простежити рух цього газу. Дослідники вважають, що кількість водню в цьому прохолодному диску становить близько однієї десятої маси Юпітера або однієї десятитисячної маси Сонця.

Картографуючи зсуви в довжинах хвиль цього радіосвітла з-за ефекту Доплера (світло від об'єктів, що рухаються до Землі, трішки зміщується до більш «синьої» частини спектра, а світло від об'єктів, що віддаляються, трохи зміщується до «червонішої» частини), астрономи могли чітко бачити, що газ обертається навколо чорної діри. Ця інформація має надати нові уявлення про те, яким чином чорні діри поглинають матерію і про складну взаємодію між чорною дірою і її галактичним оточенням.

Читайте ще цікаві новини про космос.

Нагадаємо, кілька місяців тому Обсерваторія Чандра представила 360-градусну візуалізацію із середини нашого Чумацького Шляху, з точкою огляду від надмасивної чорної діри Стрілець А*.

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