Этот крупный план центра галактики Андромеды, сделанный вышедшим из эксплуатации космическим телескопом Спитцер НАСА, помечен синими пунктирными линиями, чтобы подчеркнуть путь двух потоков пыли, текущих к сверхмассивной черной дыре в центре галактики (обозначен фиолетовым цветом). точка). Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
На изображениях бывшего космического телескопа Спитцер НАСА потоки пыли длиной в тысячи световых лет движутся к сверхмассивной черной дыре в сердце галактики Андромеды. Оказывается, эти потоки могут помочь объяснить, как черные дыры, масса которых в миллиарды раз превышает массу нашего Солнца, удовлетворяют свои большие аппетиты, но остаются «тихими» едоками.
Поскольку сверхмассивные черные дыры поглощают газ и пыль, материал нагревается непосредственно перед падением, создавая невероятные световые шоу — иногда ярче, чем целая галактика, полная звезд. Когда материал потребляется сгустками разного размера, яркость черной дыры колеблется.
Но черные дыры в центре Млечного Пути (родная галактика Земли) и Андромеды (одного из наших ближайших галактических соседей) относятся к числу самых тихих пожирателей во Вселенной. Тот небольшой свет, который они излучают, не сильно различается по яркости, что позволяет предположить, что они потребляют небольшой, но постоянный поток пищи, а не большие комки. Потоки приближаются к черной дыре постепенно и по спирали, подобно тому, как вода кружится в канализации.
Охота за источником пищи Андромеды
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, взяло за основу гипотезу о том, что тихая сверхмассивная черная дыра питается постоянным потоком газа, и применило ее к галактике Андромеды. Используя компьютерные модели, авторы смоделировали, как газ и пыль вблизи сверхмассивной черной дыры Андромеды могут вести себя с течением времени.
На этом изображении галактики Андромеды использованы данные бывшего космического телескопа НАСА «Спитцер». Показаны несколько длин волн, на которых видны звезды, пыль и области звездообразования. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Моделирование продемонстрировало, что небольшой диск горячего газа может сформироваться рядом со сверхмассивной черной дырой и непрерывно питать ее. Диск мог пополняться и поддерживаться многочисленными потоками газа и пыли.
Однако исследователи также обнаружили, что эти потоки должны оставаться в пределах определенного размера и скорости; в противном случае материя падала бы в черную дыру неравномерными сгустками, вызывая еще больше флуктуаций света.
Когда авторы сравнили свои результаты с данными Спитцера и космического телескопа Хаббл НАСА, они обнаружили спирали пыли, ранее идентифицированные Спитцером, которые соответствуют этим ограничениям. Из этого авторы пришли к выводу, что спирали питают сверхмассивную черную дыру Андромеды.
«Это прекрасный пример того, как ученые пересматривают архивные данные, чтобы узнать больше о динамике галактик, сравнивая их с новейшими компьютерными симуляциями», — сказал Альмудена Прието, астрофизик из Института астрофизики Канарских островов и Университетской обсерватории Мюнхена, и соавтор исследования, опубликованного в этом году. «У нас есть данные 20-летней давности, которые говорят нам о вещах, которые мы не распознали в них, когда впервые их собрали».
На этом изображении галактики Андромеды, также сделанном на основе данных бывшего космического телескопа НАСА «Спитцер», видна только пыль, что облегчает рассмотрение основной структуры галактики. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Более глубокий взгляд на Андромеду
Запущенный в 2003 году и управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА, «Спитцер» изучал Вселенную в инфракрасном свете, невидимом для человеческого глаза. Различные длины волн раскрывают разные особенности Андромеды, включая более горячие источники света, такие как звезды, и более холодные источники, такие как пыль.
Разделив эти длины волн и глядя только на пыль, астрономы могут увидеть «скелет» галактики — места, где газ слился и охладился, иногда образуя пыль, создавая условия для формирования звезд. Этот вид Андромеды преподнес несколько сюрпризов.
Например, хотя это спиральная галактика, подобная Млечному Пути, в Андромеде преобладает большое пылевое кольцо, а не отдельные рукава, окружающие ее центр. Изображения также выявили вторичную дыру в одной части кольца, через которую прошла карликовая галактика.
Близость Андромеды к Млечному Пути означает, что с Земли она выглядит больше, чем другие галактики: если смотреть невооруженным глазом, Андромеда будет примерно в шесть раз шире Луны (около 3 градусов). Даже имея поле зрения шире, чем у Хаббла, Спитцеру пришлось сделать 11 000 снимков, чтобы создать эту полную картину Андромеды.
