Впечатление художника: нити газа, текущие к аккреционному диску 3C 84. Фото: Лука Остерлоо (whoislvca.com)
Три астронома из Нидерландов доказали, что газ, ранее нагретый возле сверхмассивной черной дыры, перетекал к окраинам галактики и охлаждался, двигаясь обратно к черной дыре. Хотя существовали косвенные доказательства этой теории, впервые действительно наблюдалось движение охлажденного газа к черной дыре.
Исследователи сделали свое открытие, когда использовали новые методы для изучения архивных данных обсерватории ALMA. Своими открытиями они делятся в журнале Nature Astronomy.
Давно известно, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик излучают огромное количество энергии. Это приводит к тому, что окружающий газ нагревается и утекает далеко от центра. Это, в свою очередь, делает черную дыру менее активной и теоретически позволяет холодному газу течь обратно.
Трое исследователей из ASTRON, Гронингенского университета и JIVE действительно показали, что холодный газ течет обратно. В данном случае это был холодный угарный газ, но другие холодные газы, вероятно, текут обратно.
Астрономы использовали данные, собранные обсерваторией ALMA из культовой галактики 3C 84 (также называемой NGC 1275 или Персей А). Эта галактика расположена на расстоянии 235 миллионов световых лет в северном созвездии Персея. Это хрестоматийный пример того, что астрономы называют «обратной связью AGN», или рециркуляцией газа вблизи черной дыры. На протяжении десятилетий было известно, что плазменные струи сверхмассивной черной дыры разрушают горячий газ вокруг 3C 84 и что волокна более холодного газа плавают внутри и вокруг системы.
Долгое время предполагалось, что эти нити падают обратно в сторону черной дыры, но это так и не было доказано.
«Данные, которые мы использовали, ранее были изучены другой группой ученых», — говорит ведущий исследователь Том Остерлоо (ASTRON и Университет Гронингена). «Они не смогли убрать шум. Мы смогли. Мы использовали новую технику калибровки, которая позволила нам отображать области вблизи черной дыры в три раза резче. И именно тогда мы смогли обнаружить поток холодного угарного газа обратно».
В будущем исследователи планируют также составить карту потока молекул газа, кроме угарного газа.
Исследование Остерлоо и его коллег не связано с исследованием Такумы Идзуми и его коллег, опубликованным в журнале Science 3 ноября 2023 года.
Изуми исследовал, что происходит с газом, когда он попадает в газовый диск возле черной дыры. Остерлоо и его коллеги отслеживают движение газа издалека к такому газовому диску. Остерлоо и его команда изучают то, что происходит в большем масштабе вокруг черной дыры, и изучают, как это коррелирует с эволюцией соответствующей галактики. Группа Изуми сосредоточена главным образом на том, как питается черная дыра.
Информация от: Нидерландской исследовательской школой астрономии.
