Представление художника о квазарном ветре (голубой), выброшенном из аккреционного диска (красно-оранжевый) вокруг сверхмассивной черной дыры. Изображение предоставлено: NASA/CXC/M. Вайс, Кэтрин Гриер и сотрудничество SDSS
Газовые облака в далекой галактике выталкиваются между соседними звездами с возрастающей скоростью – более 10 000 миль в секунду – из-за всплесков излучения сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Это открытие помогает понять, как активные черные дыры могут постоянно формировать свои галактики, поощряя или препятствуя развитию новых звезд.
Группа исследователей под руководством Кэтрин Гриер, профессора астрономии из Университета Висконсин-Мэдисон, и Роберта Уитли, недавнего выпускника университета, смогла обнаружить ускоренный газ, используя многолетние данные о квазаре, особенно ярком и турбулентном черном веществе. дыра, простирающаяся на миллиарды световых лет в созвездии Медведя-Хранителя. Свои результаты они представили сегодня на 244-м собрании Американского астрономического общества в Мэдисоне.
Ученые полагают, что в центре большинства галактик есть черные дыры. Квазары — это сверхмассивные черные дыры, окруженные дисками материи, которые притягиваются огромной гравитационной силой черной дыры.
«Материал этого диска постоянно падает в черную дыру, и трение, вызванное притягиванием и притягиванием, нагревает диск, делая его очень, очень горячим и очень, очень ярким», — говорит Гриер. «Эти квазары действительно светятся, и поскольку существует большой диапазон температур от внутренней части диска до более отдаленных частей, их излучение охватывает почти весь электромагнитный спектр».
Изображение квазара SBS 1408+544, синяя точка в центре перекрестия. Фото предоставлено: Джордан Рэддик и сотрудничество SDSS
Яркий свет открывает квазары, почти ровесники Вселенной (на расстоянии до 13 миллиардов световых лет), а большая дальность их излучения делает их особенно полезными для астрономов, изучающих раннюю Вселенную.
Исследователи использовали более чем восьмилетние наблюдения за квазаром под названием SBS 1408+544, собранные в рамках программы Sloan Digital Sky Survey, теперь известной как проект картографирования реверберации Black Hole Mapper. Они отслеживали ветры газообразного углерода, обнаружив недостающий свет от квазара — свет, который был поглощен газом. Но вместо того, чтобы поглотиться именно в той точке спектра, которая указывала бы на углерод, тень с каждым новым взглядом на SBS 1408+544 отодвигалась все дальше от дома.
«Этот сдвиг говорит нам о том, что газ движется быстро, и движется все быстрее и быстрее», — говорит Уитли. «Ветер ускоряется, потому что его приводит в движение радиация, исходящая от аккреционного диска».
Ученые, в том числе Гриер, предположили, что они и раньше наблюдали ускоренные ветры из аккреционных дисков черных дыр, но это предположение не было подтверждено более чем несколькими наблюдательными данными. Новые результаты получены на основе около 130 наблюдений SBS 1408+544, проведенных за почти десятилетие. Это позволило команде четко определить прирост скорости с высокой степенью уверенности.
Представление художника о квазарном ветре (голубой), выброшенном из аккреционного диска (красно-оранжевый) вокруг сверхмассивной черной дыры. Справа на изображении показаны два спектра квазара SBS 1408+544, демонстрирующие сдвиг поглощенного света влево, демонстрирующий ускорение газа, приносимого квазарными ветрами. Изображение предоставлено: NASA/CXC/M. Вайс, Кэтрин Гриер и сотрудничество SDSS
Ветры, выталкивающие газ из квазара, представляют интерес для астрономов, поскольку они представляют собой один из способов, которым сверхмассивные черные дыры могут влиять на эволюцию окружающих их галактик.
«Если они достаточно энергичны, ветры могут достичь родительской галактики и оказать там значительное воздействие», — говорит Уитли.
В зависимости от обстоятельств ветры квазара могут создавать давление, которое сжимает газ и ускоряет рождение звезды в ее родной галактике. Или они могли бы смыть топливо и предотвратить образование потенциальной звезды.
«Сверхмассивные черные дыры, хотя и большие, на самом деле крошечные по сравнению со своими галактиками», — говорит Гриер. «Это не означает, что они не могут «разговаривать» друг с другом, и то, как они общаются друг с другом, мы должны учитывать при моделировании эффектов этих типов черных дыр».
В исследовании SBS 1408+544, опубликованном сегодня в Astrophysical Journal, приняли участие сотрудники Йоркского университета, Университета штата Пенсильвания, Университета Аризоны и других.
Информация от: Университетом Висконсин-Мэдисон.
