Астрономы впервые увидели "бублик", который ест черная дыра

МОСКВА, 15 фев – РИА Новости. Телескоп ALMA получил первые в истории снимки диска аккреции черной дыры – "бублика" из разогретого газа и материи, который вращается вокруг нее и который она постепенно поглощает, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.

"Объясняя различные черты квазаров, мы давно считали, что активные сверхмассивные черные дыры окружает структура из газа и пыли, похожая на бублик. Увидеть его мы не могли, так как он обладает крайне небольшими размерами. Только благодаря сверхвысокому разрешению ALMA нам удалось реализовать эту мечту и подтвердить, что он существует", — рассказывает Масатоси Иманиси (Mastoshi Imanishi) из Национальной астрономической обсерватории Японии в Токио.

Космические пончики и бублики

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Эти выбросы, как сегодня считают астрономы, являются результатом того, что черные дыры не способны поглощать материю в неограниченных количествах. Существует некая граница, которую астрофизики называют пределом Эддингтона, при достижении которой материя начинает скапливаться в окрестностях черной дыры в виде горячего "бублика" из материи, диска аккреции, где частицы материи трутся друг об друга, разогреваются до сверхвысоких температур и выбрасываются черной дырой в космос.

Далеко не все черные дыры, как объясняет Иманиси, ведут себя таким образом – к примеру, объект в центре нашей галактики, Sgr A*, отличается скромными аппетитами и нравами и не имеет джетов и диска аккреции. То, как он образуется и почему некоторые черные дыры резко теряют аппетит или наоборот, его приобретают, является сегодня одним из главных вопросов в астрономии.

Японские астрофизики сделали первый шаг к раскрытию этой загадки, наблюдая за спиральной галактикой M77 в созвездии Кита, одной из ближайших соседок Млечного Пути, используя мощности микроволнового телескопа ALMA, установленного на высокогорном плато Чахнантор в Чили.

Обед черной дыры

Диск этой галактики смотрит в нашу сторону "лицом", что позволяет астрономам следить за тем, что происходит в ее центре, где находится одна из самых активных и ярких сверхмассивных черных дыр в ближайших окрестностях Млечного Пути.

Для поиска "бублика" в ее центре ученые из Японии пошли на хитрость – они наблюдали за двумя типами молекул, которые могут присутствовать в окрестностях черной дыры, но ведут себя неодинаково в разных условиях. К примеру, молекулы угарного газа, которые ALMA хорошо "видит", присутствуют практически во всех уголках галактик, и они могут излучать микроволны практически в любых условиях.

С другой стороны, другие вещества, такие как синильная кислота или некоторые альдегиды, простейшие соединения кислорода, водорода и углерода, становятся заметными для антенн ALMA только в тех случаях, если они находятся в особенно плотных облаках газа. Диск аккреции, как объясняют астрономы, должен быть гораздо плотнее, чем окружающие его скопления материи, и его можно будет обнаружить, наблюдая за избытком этих двух соединений.

Эта идея оправдала себя – японским астрофизикам удалось получить первые детальные фотографии "бублика" диска аккреции, и неожиданно раскрыть несколько его свойств, которые ученые не ожидали увидеть. К примеру, оказалось, что он обладает крайне вытянутой и неровной формой, что говорит о том, что его вращением вокруг черной дыры управляют какие-то случайные процессы, а не только притяжение "хозяина" центра галактики.

Как надеются астрономы, дальнейшие наблюдения за M77 помогут нам понять, как именно ее "бублик" приобрел столь необычную форму, и почему черная дыра в центре Млечного Пути не обладает им.