Астрономы сфотографировали "плевок" черной дыры в галактике М87
27 сентября 2012 года
Международная группа астрономов получила высококачественные снимки основания джета - струи материи, которую "выплевывает" черная дыра в центре галактики М87, что доказало причастность черных дыр к этому феномену, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
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. Существование джетов не вызывает сомнения, однако их связь с черными дырами пока так и не была установлена.
Группа астрономов под руководством Шепарда Делемана (Sheperd Doeleman) из Обсерватории Haystack в городе Вестфорд (США) убедительно продемонстрировала, что джеты действительно возникают благодаря активности сверхмассивных черных дыр, изучая ядро галактики М87 при помощи радиотелескопа Event Horizon.
Сверхгигантская эллиптическая галактика М87 расположена в созвездии Девы и удалена от нас на расстояние в 54 миллиона лет. Сверхмассивная черная дыра в ее центре с массой 6,6 миллиарда солнечных масс до недавнего времени считалась самой тяжелым объектом такого рода, пока ее рекорд не побили "тяжеловесы" в галактиках NGC 3842 и NGC 4889 с массами в 9,7 и 27 миллиардов масс Солнца.
Делеман и его коллеги воспользовались тем, что радиус Шварцшильда - объем сферы вокруг черной дыры, откуда не может вырваться физическое тело, увеличивается с ростом ее массы. Гигантская масса черной дыры в центре М87 и ее относительно "удобное" положение для наблюдений с Земли позволили ученым получить высококачественные снимки при помощи четырех американских радиотелескопов, объединенных в интерферометр со сверхдлинной базой (VLBI) Event Horizon.
Ученым удалось рассмотреть не только "хвост" джета, исходящего от черной дыры, но и его основание благодаря высокому разрешению интерферометра - 40 микросекунд дуги, или 0,6 световых лет на пиксель изображения.
Оказалось, что джеты возникают на расстоянии в 5,5 радиуса Шварцшильда от черной дыры и представляют собой чрезвычайно тонкий пучок материи в этой точке. Его основание находится прямо у центра черной дыры, что подтверждает роль этих объектов в формировании джетов.
Как считают исследователи, черная дыра в центре М87 и окружающий ее диск аккреции - облако материи из газа, пыли и остатков разорванных звезд - медленно вращаются. На это указывают вытянутая конусообразная форма джета и некоторые другие характеристики в радиоизлучении этого объекта. По всей видимости, диск аккреции является основным поставщиком материи для джета, так как он удален примерно на такое же расстояние от черной дыры, что и "корень" джета.
Судя по скорости вращения черной дыры, диск аккреции должен вращаться с ней в одном направлении, что ставит под сомнение некоторые теории формирования джетов, предполагающие обратное вращение диска.
Делеман и его коллеги планируют продолжить наблюдения за галактикой М87 по мере добавления новых телескопов в интерферометр Event Horizon до завершения его работы в 2022 году. В частности, российские ученые могут присоединиться к работе Event Horizon в рамках проекта космической радиообсерватории "Миллиметрон" ("Спектр-М"), запуск которой планируется провести после 2018 года.