Наблюдения только запутывают тайну близкой активной галатики

Самое чувствительное наземное инфракрасное изображение, полученное в Обсерватории Gemini, показывает, что в окружении одной из самых массивных чёрных дыр во Вселенной отсутствует ключевая деталь, предсказываемая астрономической теорией.

На схеме в заголовке новости показаны многие детали, которые, как считается, существуют в окружении больших чёрных дыр в ядрах галактик, например в центре галактики М87. Очень чувствительные наблюдения этой галактики в среднем инфракрасном диапазоне, проведённые в Обсерватории Gemini, показали, что тор либо отсутствует, либо он очень и очень слабый. На вставке в верхнем левом углу показано оптическое изображение ядра М87 и его джета, полученное на Космическом Телескопе им. Хабла. Photo: Gemini Observatory

В отличие от предсказаний большинства теорий, из наших наблюдений следует, что в гигантской эллиптической галактике М87 либо отсутствует тор вокруг сверхмассивной чёрной дыры в её центре, либо он эктремально слабый, — утверждает Эрик Перлман (Eric Perlman, University of Maryland). Результаты работы опубликованы в ноябрьском выпуске журнала Astrophysical Journal Letters.

Галактика М87 часто является мишенью для астрономических исследований, в том числе её сверхмощная струя (джет), выходящая из центральной области. Хотя удаление этой галактики от Земли составляет 50 миллионов световых лет, она является одной из самых близких галактик своего типа, и поэтому очень часто используется для детальных исследований.

Из наблюдений на Космическом Телескопе им. Хабла (Hubble Space Telescope) следует, что в ядре этой галактики находится чёрная дыра, в которой масса трёх миллиардов звёзд сжата в область размером с нашу Солнечную систему.

Такая массивная чёрная дыра (иногда называемая сверхмассивной чёрной дырой) в центре галактики может привести к выходу огромного количества энергии от газа и пылы, поглощаемых чёрной дырой. Галактика с таким экстремальным излучением от ядра называется активным галактическим ядром — AGN. Таким образом, как это ни странно, чёрная дыра проявляет своё присутствие очень ярким и концентрированным оптическим и инфракрасным излучением от области вокруг чёрной дыры!

Эти четыре изображения показывают джет (струю) в М87 в четырёх различных участках электромагнитного спектра. 1: Инфракрасное изображение с Обсерватории Gemini. 2: Рентгеновское изображение с Обсерватории Chandra. 3: Оптическое изображение с Хабловского Телескопа. 4: Радиоизображение с VLA. Photo: Gemini Observatoty, NASA/Chandra X-ray Observatory, NASA/HST, VLA/NSF.

Астрономы уже давно постулируют, что очень сильное инфракрасное излучение в центре этих активных галактик образуется пончико-образным тором из пылевого вещества, окружающего чёрную дыру.

Этот пылевой тор поглощает излучение высоких энергий — от вещества, которое нагревается до экстремально высоких температур непосредственно перед тем, как упасть в чёрную дыру, — и переизлучает его в инфракрасном диапазоне.

Для поиска тора астрономы используют все новейшие достижения в технологии инфракрасного детектирования, чтобы наблюдать свет, который не виден человеческим глазом. Сейчас, с такими технологиями на больших телескопах типа Gemini стало возможным заглянуть в "ядерный котёл" в среднем инфракрасном диапазоне, чтобы с достаточной уверенностью протестировать идею существования тора.

Вследствие своего малого размера область тора в активных галактических ядрах ещё никогда не была видна. Комбинация экстремально массивной чёрной дыры в М87 и близости этой галактики к Земле привела теоретиков к предсказанию, что тор может быть виден в инфракрасном диапазоне. Угловой размер этого тора должен быть от 0.3 до 3 секунд дуги — вполне доступно для новых больших телескопов, таких как Gemini North.

Данные, полученные в мае 2001 года, показывают, что тор в М87 по крайней мере в тысячу раз слабее своего радио джета, по сравнению с другими хорошо известными радио-галактиками, в которых наблюдалось яркое инфракрасное излучение," — объясняет Перлман.

Кроме инфракрасных наблюдений центральных областей галактики, на телескопе Gemini наблюдался также галактический джет, что поможет получить более полную картину этого ускорителя частиц размером в несколько тысяч световых лет.

from Astronews

M. Remizoff