Новий шлях «підживлення» чорних дірок відкрито за допомогою приймача MUSE на телескопі ESO VLT - Журнал -
Новий шлях «підживлення» чорних дірок відкрито за допомогою приймача MUSE на телескопі ESO VLT
Спостереження "галактик-медуз" на Дуже Великому Телескопі ESO виявили раніше невідомий шлях "підживлення" речовиною надмасивних чорних дірок. Ці галактики отримали своє прізвисько через «щупальці» — протяжні структури, що складаються з газу та новонароджених зірок. Очевидно, при формуванні «щупальців» газ надходить у центральну область галактики, де й поглинається чорною дірою, що там таїться. У цьому виділяється інтенсивне світлове випромінювання. Цей результат сьогодні публікується у журналі Nature.
Група дослідників під керівництвом астрономів з Італії за допомогою спектрографа MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) на Дуже Великому Телескопі (VLT) в обсерваторії ESO Параналь у Чилі вивчала процеси відриву газу від галактик. Зокрема, вчені досліджували вкрай цікаві приклади галактик-медуз у прилеглих скупченнях галактик. Ці галактики названі так через характерні довгасті «щупальці» речовини, що виступають на десятки тисяч світлових років за межі своїх галактичних дисків [1] [2].
Щупальці галактик-медуз формуються в скупченнях галактик під час процесу «приливного обдирання» (ram pressure stripping). В результаті гравітаційних взаємодій галактики починають з великою швидкістю рухатися всередині скупчень, зіштовхуючись при цьому з гарячим і щільним газом: їх ніби обдує потужним потоком вітру, який відриває газові «пасма» від галактичних дисків і стимулює всередині цих пасмів спалахи зіркоутворення.
У центрі шести із семи «медуз», відібраних для дослідження, були виявлені надмасивні чорні діри, що підживлюються навколишнім газом [3]. Частка галактик із чорними дірками виявиласянесподівано високою: у середньому вона становить менше однієї десятої.
“Виявлену сильну кореляцію між приливним обдиранням та присутністю активних чорних дірок ніхто раніше не передбачав та не спостерігав”, – каже керівниця групи Б'янка Подж'янті (Bianca Poggianti) з INAF та Падуанської астрономічної обсерваторії в Італії. "Очевидно, речовина притікає до центральної чорної дірки тому, що частина газу замість того, щоб відірватися від галактики, потрапляє до її центру". [4]
Астрономи давно намагаються зрозуміти, чому активна лише мала частина надмасивних чорних дірок у центрах галактик. Адже чорні дірки є майже у всіх галактиках. Чому ж лише деякі з них акрекують речовину і в результаті яскраво випромінюють? Отримані результати виявляють раніше невідомий механізм підживлення чорних дірок речовиною.
Яра Яффе (Yara Jaffé), співробітник ESO, яка брала участь у роботі, пояснює значення цього відкриття: “Наші спостереження з інструментом MUSE дозволяють припускати існування нового механізму транспортування газу на околиці чорної діри. Це дає нам ще одну ланку в ще погано зрозумілій системі зв'язків між надмасивними чорними дірками та їхніми батьківськими галактиками.
Описані спостереження — частина виконуваної нині значно ширшої програми досліджень набагато більшої кількості «медуз».
"Коли цей огляд буде закінчено, ми сподіваємося з'ясувати, скільки і яких багатих на газ галактик у скупченнях проходять через стадію зростання активності їх ядер", - підсумовує Подж'янті. “Зрозуміти, як утворюються і змінюються галактики в Всесвіті, що розширюється і еволюціонує, – одна з основних проблем астрономії. Галактики-медузи можуть дати ключ до розуміння еволюції галактик, тому що вони знаходяться у процесі активноїтрансформації”.
[5] На сьогоднішній день серед галактик виявлено понад 400 кандидатів у «медузи».
[2] Результати отримані в рамках спостережної програми вивчення «обдирання» газу GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE) – однієї з великомасштабних програм (ESO Large Programme), метою якої є з'ясувати, де, як і чому відбувається видалення газу з галактик . В ході програми GASP з приймачем MUSE повинні бути отримані глибокі та детальні наглядові дані для 114 галактик у різних міжгалактичних середовищах, зокрема медуз. Спостереження продовжуються.
[3] Зараз надійно встановлено, що майже кожна, якщо не кожна галактика містить у своєму центрі надмасивну чорну дірку масою від кількох мільйонів до кількох мільярдів сонячних мас. Коли чорна діра стягує на себе речовину зі своїх околиць, відбувається виділення електромагнітної енергії, чим пояснюються одні з найпотужніших явищ у Всесвіті: активні галактичні ядра (AGN).
[4] Група розглянула також альтернативне пояснення вкладу активності центрального ядра AGN у відривання газу від галактики, хоч і знайшла його менш ймовірним. У скупченнях галактик медузи розташовані в зоні, де довгі щупальця можуть формуватися з гарячого і щільного міжгалактичного газу, а не внаслідок активності AGN. Проте, ймовірніше, що саме приливне обдирання ініціює активність AGN, а не навпаки.