Астрофізики вперше побачили тор надмасивної чорної діри

За допомогою телескопа VLA (Very Large Array,Надвелика Антенна Грати), розташованого в американському штаті Нью-Мексико, астрономи з Національної радіоастрономічної обсерваторії змогли вперше побачити і отримати чіткі зображення тора однієї з двох надмасивних чорних дір в центрі радіогалактики Лебідь А. Як вказується в статті, опублікованій в журналі Astrophysical Journal Letters, дане спостереження підтверджує теорію про «єдиному» походження всіх типів квазарів.

Відповідно до сучасних уявлень, в центрікожної галактики у Всесвіті знаходиться надмасивна чорна діра, поглинаються матерію (газ і пил) з аккреционного диска навколо неї. Частина цієї матерії час від часу викидається чорною дірою у вигляді джета - тонкого пучка газу, розігнаного майже до світлової швидкості, і що володіє колосальним об'ємом енергії у вигляді оптичного і рентгенівського випромінювання.

Теорії і комп'ютерне моделювання говорять протому, що сама чорна діра і її аккреційний диск укладені в ще один дуже щільний «шар» матерії в вигляді «бублика» або тороїда також з газу і пилу, який заважає поширенню випромінювання джетів, а також утримує газ і пил, що знаходяться всередині аккреционного диска . Завдяки його наявності, навіть схожі між собою галактики будуть виглядати для нас абсолютно по-різному, якщо дивитися на них «збоку» або «зверху». Таким чином з'явилося припущення, що всі активні галактики, в чиїх центрах присутні квазари або блазари, ми бачимо з боку отвори в цьому «бублику», а викиди чорних дір в більш спокійних скупченнях зірок приховані від нашого погляду коконом з пилу і газу.

Деякі астрономи з таким поясненням незгодні, вважаючи, що відмінність в образі галактик пов'язані з поки невідомими науці особливостями будови їх ядер. Кріс Каріллі і його команда астрофізиків з Національної радіоастрономічної обсерваторії в свою чергу змогли довести, що скептики помиляються в цьому питанні. До такого висновку вчених підвело спостереження за центральною частиною галактики Лебідь А, дослідження якої проводилося за допомогою радіотелескопу VLA.

Пару років тому та ж група вчених в буквальномусенсі випадково виявила в цій галактиці наявність ще однієї надмасивної чорної діри. Відкриття було зроблено в ході калібрування обладнання телескопа, яке до того моменту пройшло чергову модернізацію. Дослідники вирішили детально вивчити обидва об'єкти в центрі Лебедя А і спробувати визначити сліди їх можливої ​​взаємодії.

Завдяки підвищеній чутливості іроздільної здатності нового обладнання VLT, астрономи змогли отримати перші чіткі зображення скупчення газу і пилу в формі тороида навколо одній з чорних дір і її аккреционного диска. Спостереження за цими об'єктами проводилося на різних частотах. Потім отримані зображення об'єднали, відфільтрувавши інформацію, пов'язану з випромінюванням самої чорної діри і її диска акреції. Завдяки таким маніпуляціям вчені змогли побачити дискообразную структуру, розташовану в видаленні від передбачуваного центру чорної діри. Дослідники пояснюють, що радіус цієї структури становить близько 860 світлових років, а товщина - близько 900 світлових років.

Вчені не впевнені, яку саме структуру маєцей тор, проте розрахунок співвідношення його яскравості і ймовірної щільності вказують на те, що вона може бути неоднорідною. На думку дослідників, «бублик» складається з невеликих скупчень хмар газу і пилу, що володіють різними ступенями іонізації і щільності.

Передбачувана схема будови «бублика» чорних дір

Каріллі і його команда вважають, що їхдослідження повністю підтверджує теорію про спільне походження всіх типів квазарів. Надалі, за допомогою інших телескопів, вчені планують з'ясувати хімічний склад і структуру тора цієї чорної діри.

«Ми раді, що нарешті-то змогли побачити на власніочима об'єкт, в чиє існування ми були давно переконані. Для того, щоб зрозуміти його точний склад і форму, нам буде потрібно провести нові спостереження. Наприклад, за допомогою телескопа ALMA ми зможемо скласти карту розподілу пилу і газу всередині нього », - додає Каріллі.

Обговорити новину можна в нашому Telegram-чаті.