|
Сверхмассивная черная дыра растет подобно звезде
|
|
|
|
Сверхмассивные черные дыры вызывают у астрономов всего мира вопросы, на которые нет ответов, и не последний из которых - "Как им удается становиться такими большими?" Международная группа астрономов, в которую входят исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции, обнаружила мощный вращающийся магнитный ветер, который, по их мнению, способствует росту центральной сверхмассивной черной дыры в галактике. Вихревой ветер, обнаруженный с помощью телескопа ALMA в соседней галактике ESO320-G030, позволяет предположить, что сходные процессы происходят как при росте черных дыр, так и при рождении звезд. Исследование представлено в статье "Впечатляющий магнитогидродинамический ветер галактического масштаба в ESO 320-G030", опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics. В центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь, находится сверхмассивная черная дыра. Каким образом эти невероятно массивные объекты достигают массы, равной миллионам или миллиардам звезд, - давний вопрос для астрономов.
|
|
|
|
В поисках разгадки этой тайны группа ученых под руководством Марка Горски (Северо-Западный университет и Чалмерс) и Сюзанны Аалто (Чалмерс) решила изучить относительно близкую галактику ESO320-G030, удаленную от нас всего на 120 миллионов световых лет. Это очень активная галактика, в которой звезды образуются в 10 раз быстрее, чем в нашей собственной галактике. "Поскольку эта галактика очень яркая в инфракрасном диапазоне, телескопы могут рассмотреть поразительные детали в ее центре. Мы хотели измерить излучение молекул, переносимых ветрами из ядра галактики, в надежде проследить, как ветры запускаются растущей или которая вскоре начнет расти сверхмассивной черной дырой. "С помощью ALMA мы смогли изучить свет, проникающий сквозь толстые слои пыли и газа", - говорит Аалто, профессор радиоастрономии в Технологическом университете Чалмерса. Чтобы сфокусироваться на плотном газе как можно ближе к центральной черной дыре, ученые изучали излучение молекул цианистого водорода (HCN). Благодаря способности ALMA отображать мелкие детали и отслеживать движения в газе — используя эффект Доплера — они обнаружили закономерности, которые предполагают наличие намагниченного вращающегося ветра.
|
|
|
В то время как другие ветры и струи в центрах галактик отталкивают вещество от сверхмассивной черной дыры, недавно открытый ветер добавляет еще один процесс, который может подпитывать черную дыру и способствовать ее росту. "Мы можем видеть, как ветры образуют спиралевидную структуру, поднимающуюся из центра галактики. Когда мы измерили вращение, массу и скорость вещества, вытекающего наружу, мы были удивлены, обнаружив, что можем исключить многие объяснения силы ветра, например, звездообразования. "Вместо этого поток наружу может быть вызван притоком газа и, по-видимому, удерживается магнитными полями", - говорит Аалто. Ученые полагают, что вращающийся магнитный ветер помогает черной дыре расти. Вещество обтекает черную дыру, прежде чем попасть внутрь, как вода в канализацию. Вещество, приближающееся к черной дыре, собирается в хаотично вращающийся диск. Там возникают и усиливаются магнитные поля. Магнитные поля помогают уносить вещество из галактики, создавая спиралевидный ветер. Потеря вещества из—за этого ветра также замедляет вращение диска - это означает, что вещество может легче проникать в черную дыру, превращая струйку в поток.
|
|
|
|
По мнению Горски, то, как это происходит, поразительно напоминает космическую среду гораздо меньшего масштаба: завихрения газа и пыли, которые приводят к рождению новых звезд и планет. "Хорошо известно, что звезды на первых этапах своей эволюции растут с помощью вращающихся ветров, ускоряемых магнитными полями, точно так же, как ветер в этой галактике. Наши наблюдения показывают, что сверхмассивные черные дыры и крошечные звезды могут расти в результате сходных процессов, но в совершенно разных масштабах", - говорит Горски. Может ли это открытие стать ключом к разгадке тайны роста сверхмассивных черных дыр? В будущем Горски, Аалто и их коллеги хотят изучить другие галактики, в центрах которых могут находиться скрытые спиралевидные выбросы. "Далеко не на все вопросы об этом процессе получены ответы. В наших наблюдениях мы видим явные свидетельства существования вращающегося ветра, который помогает регулировать рост центральной черной дыры галактики. "Теперь, когда мы знаем, что искать, следующий шаг - выяснить, насколько это распространенное явление. И если это стадия, через которую проходят все галактики со сверхмассивными черными дырами, что происходит с ними дальше?" - спрашивает Горски.
|
|
|
|
Источник
|
