Деякі надмасивні чорні діри є тихими ненажерами

Дані космічного телескопа "Спітцер" дають вченим нове розуміння щодо того, чому деякі надмасивні чорні діри в центрах галактик "сяють" інакше, ніж інші.

Про це розповідають в НАСА, передають OstanniPodii.com.

На знімках, зроблених "Спітцером", потоки пилу довжиною в тисячі світлових років рухаються до надмасивної чорної діри в серці галактики Андромеди. Виявляється, ці потоки можуть допомогти у поясненні того, як чорні діри, які в мільярди разів перевищують масу нашого Сонця, втамовують свої величезні апетити, але залишаються "тихими" їдцями.

Коли надмасивні чорні діри поглинають газ і пил, безпосередньо перед потраплянням всередину матеріал нагрівається, створюючи неймовірні світлові шоу -- іноді яскравіші, ніж вся наповнена зорями галактика. А коли матеріал поглинається як згустки різного розміру, яскравість чорної діри коливається.

Але чорні діри в центрах Чумацького Шляху (нашої рідної галактики) та Андромеди (однієї з наших найближчих галактик-сусідок) є одними з найтихіших ненажер у Всесвіті. Те невелике світло, яке вони випромінюють, не має значних змін у яскравості, що свідчить про те, що вони споживають невеликий, але постійний плин їжі, а не великі згустки. Потоки наближаються до чорної діри потроху та по спіралі, подібно до того, як вода закручується у водостічній трубі.

Полювання на джерело живлення Андромеди

В опублікованому раніше дослідженні щодо галактики Андромеди була застосована гіпотеза про те, що тиха надмасивна чорна діра живиться постійним потоком газу. Використовуючи комп′ютерні моделі, автори симулювали поводження газу й пилу поблизу надмасивної чорної діри Андромеди. Симуляції продемонстрували, що поблизу неї може сформуватися невеликий диск гарячого газу та безперервно живити її. Диск міг би поповнюватися та підтримуватися численними потоками газу й пилу.

Але дослідники також встановили, що ці потоки повинні залишатися в межах певного розміру й швидкості; інакше матерія потраплятиме в чорну діру нерегулярними згустками, що спричинятиме більшу флуктуацію світла.

Коли автори порівняли свої висновки з даними від "Спітцера" й космічного телескопа "Габбл", вони виявили спіралі пилу, які вписуються в ці обмеження. З цього автори зробили висновок, що спіралі живлять надмасивну чорну діру Андромеди.

"Це чудовий приклад того, як вчені переглядають архівні дані, щоб дізнатися більше про динаміку галактик, порівнюючи їх з останніми комп′ютерними симуляціями", - каже Альмудена Прієто з Інституту астрофізики Канарських островів і Університетської обсерваторії Мюнхена, співавторка дослідження. "Ми маємо дані 20-річної давнини, які говорять нам про те, чого ми не помічали, коли збирали їх вперше".

Глибший погляд на Андромеду

Це зображення галактики Андромеди отримано з космічного телескопа НАСА "Спітцер", який вже виведено з експлуатації. Представлено кілька довжин хвиль, які показують зорі, пил та області зореутворення. Credit: NASA/JPL-Caltech

Запущений у 2003 році й керований Лабораторією реактивного руху НАСА, "Спітцер" вивчав всесвіт в інфрачервоному світлі, невидимому для людського ока. Різні довжини хвиль виявили різні особливості Андромеди, включаючи гарячіші джерела світла, такі як зорі, і холодніші джерела, такі як пил.

Розділяючи ці довжини хвиль і дивлячись лише на пил, астрономи можуть побачити "скелет" галактики -- місця, де газ згущувався та охолоджувався, іноді утворюючи пил, створюючи умови для формування зір. Цей погляд на Андромеду виявив кілька сюрпризів.

Наприклад: хоча це спіральна галактика, подібна нашому Чумацькому Шляху, в Андромеді домінує велике пилове кільце, а не чіткі рукави, що кружляють навколо її центру. Зображення також виявили вторинну діру в одній частині кільця, через яку пройшла карликова галактика.

Це зображення Андромеди також зроблене "Спітцером", але тут видно лише пил, що полегшує розгляд глибинної структури галактики. Credit: NASA/JPL-Caltech

Близькість Андромеди до Чумацького Шляху означає, що із Землі вона виглядає більшою, ніж інші галактики: Неозброєним оком Андромеда буде приблизно в шість разів ширшою за Місяць. Навіть маючи поле зору ширше, ніж у "Габбла", телескоп "Спітцера" мав зробити 11 000 знімків, щоб створити цю повну картину Андромеди.