|
Черная дыра скрывает свое бурное поведение
|
|
|
|
Астрономы обнаружили, что черная дыра соседней галактики выбрасывает гораздо более мощный и скрытый газовый поток, чем предполагалось ранее. Изучая NGC 1068, хорошо известную галактику с активно питающейся черной дырой в центре, исследователи объединили новые инфракрасные наблюдения с существующими данными, чтобы составить карту того, как энергия черной дыры изменяет форму окружающего газа. Результаты представлены в статье, опубликованной 6 августа в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Когда вещество попадает в сверхмассивные черные дыры, оно высвобождает огромное количество энергии, вызывая мощные ветры или потоки из центра галактики. Эти потоки могут нагревать окружающий газ, вытеснять его и перемешивать звездообразующий материал в галактике, препятствуя образованию новых звезд. Они также могут перекрыть подачу газа в центральную черную дыру, регулирующую эволюцию галактик.
|
|
|
|
Оценка количества выбрасываемого газа может помочь проверить теоретические модели эволюции галактик на соответствие реальным наблюдениям. Однако большая часть выходящего газа может быть скрыта за толстым слоем пыли, которая блокирует оптические наблюдения и затрудняет обнаружение.
|
|
|
|
|
|
|
В этом исследовании исследователи под руководством Козимо Маркончини из Флорентийского университета исследовали потоки из активно аккрецирующей черной дыры в центре NGC 1068, также известной как Мессье 77 или галактика Кальмар. Это спиральная галактика с перемычками, расположенная на расстоянии около 45 миллионов световых лет (около 265 квинтиллионов миль). Масса ее сверхмассивной черной дыры составляет от 8 до 17 миллионов солнечных масс.
|
|
|
|
Команда использовала наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, поскольку свет в среднем инфракрасном диапазоне гораздо легче проходит сквозь пыль, что дает возможность увидеть газ, невидимый для оптических телескопов. Они объединили новую интегральную полевую спектроскопию JWST/MIRI с архивными оптическими данными (VLT/MUSE) и данными в миллиметровом диапазоне волн (ALMA). Спектроскопия в среднем инфракрасном диапазоне выявила более 20 различных линий излучения ионизированного газа и 7 переходов теплого молекулярного водорода.
|
|
|
|
Исследователи использовали соотношение линий излучения в оптическом и среднем инфракрасном диапазонах, чтобы определить, какой механизм доминирует. Они обнаружили, что истечение действительно происходит за счет AGN, а не звездообразования.
|
|
|
|
Затем они обнаружили, что поток состоит из двух отдельных компонентов: один виден в обычные оптические телескопы, а второй, окутанный пылью, можно обнаружить только в инфракрасном диапазоне. Второй компонент движется примерно на 300 километров в секунду быстрее (около 670 000 миль в час) и несёт в себе большую часть общей массы потока.
|
|
|
|
Скорость потока достигает 2000 километров в секунду (около 1,2 миллиона миль в час). Это означает, что значительная часть мощного высокоскоростного потока вещества из этой чёрной дыры была у нас прямо перед глазами, но мы не могли её обнаружить с помощью широко используемых методов.
|
|
|
|
Чтобы точно определить, сколько газа и энергии несёт в себе этот скрытый поток, команда использовала два специализированных инструмента для моделирования. По сравнению со стандартными методами оценки, подход, использованный командой, показал, что истинная масса, энергия и импульс потока в 100 раз больше, чем считалось ранее. В общей сложности из центра галактики выбрасывается несколько миллионов солнечных масс ионизированного газа.
|
|
|
|
Потеряно навсегда?
|
|
|
|
Команда также проверила, может ли этот газ когда-нибудь упасть обратно в чёрную дыру. Сравнив скорость истечения с критической скоростью для галактики, они обнаружили, что газ движется в несколько раз быстрее, чем необходимо для того, чтобы полностью покинуть галактику. Это позволяет предположить, что часть газа может отделиться от галактики и покинуть её, а не упасть обратно.
|
|
|
|
Кроме того, было установлено, что импульс истечения превышает тот, который мог бы быть вызван только излучением активного ядра галактики. Это может свидетельствовать о том, что радиоджет галактики также вносит свой вклад в механическую энергию вместе с космическим ветром.
|
|
|
|
«Высокая энергия истечения также указывает на возможный вклад пространственно связанного с ним радиоджета в ускорение истечения газа и создание большой механической энергии», — пишут авторы в статье.
|
|
|
|
В целом полученные результаты свидетельствуют о том, что для точного измерения того, как чёрные дыры изменяют облик галактик, в которых они находятся, необходимы наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне в сочетании с передовыми методами моделирования. Они также указывают на ограничения стандартных методов.
|
|
|
|
«Наши результаты показывают, насколько кардинально может измениться сценарий, если правильно оценить истинную энергию истечения», — пишут исследователи.
|
|
|
|
Источник
|
