Найдена сверхмассивная черная дыра с необычным вторым аккреционным диском
Астрономы открыли черную дыру в центре далекой галактики со встречно вращающимися газовыми потоками вокруг неё.
В центре галактики под названием NGC 1068 сверхмассивная черная дыра скрывается в толстом облаке из пыли и газа в форме пончика, рассказывают в Национальной радио-астрономической обсерватории США (NRAO).
Астрономы, используя Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA) для изучения этого облака более подробно, сделали неожиданное открытие, которое могло бы объяснить, почему сверхмассивные черные дыры настолько быстро росли в ранней Вселенной.
"Благодаря впечатляющему разрешению ALMA мы измерили движение газа по внутренним орбитам вокруг черной дыры, - объясняет Виолетта Импеллиззери с NRAO, работающая с ALMA в Чили и являющаяся главным автором статьи, опубликованной в Astrophysical Journal. - Странно, но мы нашли два диска газа, вращающихся в противоположных направлениях."
Сверхмассивные черные дыры уже существовали, когда Вселенная была молодой – всего лишь через миллиард лет после Большого взрыва. Но как эти экстремальные объекты, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца, успели вырасти за такой сравнительно короткий промежуток времени, остается нерешенным вопросом среди астрономов. Это новое открытие ALMA могло бы дать подсказку. "Встречно вращающиеся газовые потоки нестабильны, а это значит, что облака попадают в черную дыру быстрее, чем в диске с одним направлением вращения, - говорит Импеллиззери. - Это может быть способ, которым черная дыра может быстро расти."
NGC 1068 (также известная как Мессье 77) - спиральная галактика, находится примерно в 47 миллионах световых лет от Земли в направлении созвездия Кита. В ее центре - активное галактическое ядро, сверхмассивная черная дыра, которая активно питается от тонкого вращающегося диска газа и пыли, также известного как аккреционный диск.
Предыдущие наблюдения ALMA показали, что черная дыра не только накапливает материал, но и выбрасывает газ с невероятно высокой скоростью - до 500 километров в секунду. Этот газ, который изгоняется из аккреционного диска, вероятно, способствует сокрытию области вокруг черной дыры от оптических телескопов.
Импеллиззери и ее команда использовали прекрасную увеличительную способность ALMA для наблюдения за молекулярным газом вокруг черной дыры. Неожиданно они обнаружили два диска газа, вращающиеся в обратных направлениях. Внутренний диск охватывает 2-4 световых года и вращается в направлении вращения галактики, тогда как внешний диск (также известный как тор - геометрическое тело, формой как бублик, или же пончик) охватывает 4-22 световых лет и вращается противоположно.
"Мы не ожидали увидеть этого, потому что газ, падающий в черную дыру, вращается вокруг нее обычно только в одном направлении, - говорит Импеллиззери. - Что-то должно было нарушить поток, так как часть диска не может начать вращаться назад самостоятельно."
Противовращение - необычное явление в космосе. "Мы видим это в галактиках, как правило, за тысячи световых лет от их галактических центров, - объясняет соавтор исследования Джек Галлимор из университета Бакнелла в Льюисбург, штат Пенсильвания. - Противовращения всегда является результатом столкновения или взаимодействия двух галактик. Что делает этот результат выдающимся, так это то, что мы видим его в гораздо меньшем масштабе - десятки световых лет, а не тысячи от центральной черной дыры."
Астрономы считают, что обратный поток в NGC 1068 может быть вызван газовыми облаками, которые выпали из родной галактики, или газовые облака были захвачены в диск с небольшой галактики, которая проходит мимо и вращается в обратном направлении.
На данный момент внешний диск находится на стабильной орбите вокруг внутреннего диска. "Это изменится, когда внешний диск начнет падать на внутренний диск, что может произойти через несколько орбит или через несколько сотен тысяч лет. Вращающиеся потоки газа столкнутся и станут нестабильными, и диски, скорее всего, коллапсируют в ярком событии, когда молекулярный газ попадет в черную дыру. К сожалению, нас там не будет, чтобы засвидетельствовать фейерверк", - сказал Галлимор.
Фото: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Читайте еще интересные новости о космосе.