Найдены противоположные потоки вокруг сверхмассивной черной дыры - «Наука и техника»

Добавлено 16-окт-2019, 04:48 От Нина

В центре галактики, называемой NGC 1068, сверхмассивная черная дыра прячется в толстом облаке пыли и газа в форме пончика. Когда астрономы использовали комплекс радиотелескопов ALMA для более подробного изучения этого облака, они сделали неожиданное открытие, которое может объяснить, почему сверхмассивные черные дыры росли так быстро в ранней Вселенной.
«Благодаря впечатляющему разрешению ALMA мы измерили движение газа по внутренним орбитам вокруг черной дыры», — объясняет Виолетта Импеллиззери из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), работающая в ALMA в Чили, и ведущий автор статьи, опубликованной в астрофизическом журнале. «Удивительно, но мы нашли два диска газа, вращающихся в противоположных направлениях».
Сверхмассивные черные дыры уже существовали, когда Вселенная была молода — всего через миллиард лет после Большого взрыва. Но как эти экстремальные объекты, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца, успели вырасти за такой относительно короткий промежуток времени, остается нерешенным вопросом среди астрономов. Это новое открытие ALMA может дать подсказку. «Противоположно вращающиеся газовые потоки нестабильны, что означает, что облака падают в черную дыру быстрее, чем в диске с одним направлением вращения», — сказал Импеллиззери. «Это может быть тем способом, который дает черной дыре расти быстрее».
NGC 1068 (также известный как Messier 77) представляет собой спиральную галактику, расположенную на расстоянии приблизительно 47 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Кит (Cetus). В его центре находится активное ядро галактики, сверхмассивная черная дыра, которая активно питается от тонкого вращающегося диска газа и пыли, также известного как аккреционный диск.
Предыдущие наблюдения ALMA показали, что черная дыра не только глотает материал, но и выбрасывает газ с невероятно высокой скоростью — до 500 километров в секунду. Этот газ, который выталкивается из аккреционного диска, вероятно, способствует скрытию области вокруг черной дыры от оптических телескопов.
Импеллиззери и ее команда использовали превосходную способность зум-объектива ALMA, чтобы наблюдать молекулярный газ вокруг черной дыры. Неожиданно они обнаружили два встречно вращающихся диска с газом. Внутренний диск имеет диаметр 2-4 световых года и следует за вращением галактики, тогда как внешний диск, также известный как тор, имеет толщину от 4 до 22 световых лет и вращается в противоположном направлении.
«Мы не ожидали увидеть это, потому что газ, попадающий в черную дыру, обычно вращался вокруг нее только в одном направлении», — сказал Импеллиззери. «Что-то должно было нарушить поток, потому что часть диска не может начать вращаться в обратном направлении сама по себе».
Противовращение не является необычным явлением в космосе. «Мы видим это в галактиках, обычно за тысячи световых лет от их галактических центров», — объяснил соавтор Джек Галлимор из Университета Бакнелла в Льюисбурге, Пенсильвания. «Противоповорот всегда является результатом столкновения или взаимодействия между двумя галактиками. Что делает этот факт удивительным, что мы видим его в гораздо меньшем масштабе, десятки световых лет вместо тысяч от центральной черной дыры».
Астрономы считают, что обратный поток в NGC 1068 может быть вызван газовыми облаками, выпавшими из галактики-хозяина, или небольшой проходящей галактикой на вращающейся в противоположных направлениях орбите, захваченной в диске.
На данный момент внешний диск находится на устойчивой орбите вокруг внутреннего диска. «Это изменится, когда внешний диск начнет падать на внутренний диск, что может произойти после нескольких орбит или нескольких сотен тысяч лет. Вращающиеся потоки газа столкнутся и станут нестабильными, и диски, вероятно, разрушатся в светящемся событии — когда газ падает в черную дыру. К сожалению, мы не будем там, чтобы засвидетельствовать этот фейерверк», сказал Галлимор.

•••

Липовые пенсионеры: чиновник вышел на пенсию в 28 лет

В центре галактики, называемой NGC 1068, сверхмассивная черная дыра прячется в толстом облаке пыли и газа в форме пончика. Когда астрономы использовали комплекс радиотелескопов ALMA для более подробного изучения этого облака, они сделали неожиданное открытие, которое может объяснить, почему сверхмассивные черные дыры росли так быстро в ранней Вселенной. «Благодаря впечатляющему разрешению ALMA мы измерили движение газа по внутренним орбитам вокруг черной дыры», — объясняет Виолетта Импеллиззери из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), работающая в ALMA в Чили, и ведущий автор статьи, опубликованной в астрофизическом журнале. «Удивительно, но мы нашли два диска газа, вращающихся в противоположных направлениях». Сверхмассивные черные дыры уже существовали, когда Вселенная была молода — всего через миллиард лет после Большого взрыва. Но как эти экстремальные объекты, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца, успели вырасти за такой относительно короткий промежуток времени, остается нерешенным вопросом среди астрономов. Это новое открытие ALMA может дать подсказку. «Противоположно вращающиеся газовые потоки нестабильны, что означает, что облака падают в черную дыру быстрее, чем в диске с одним направлением вращения», — сказал Импеллиззери. «Это может быть тем способом, который дает черной дыре расти быстрее». NGC 1068 (также известный как Messier 77) представляет собой спиральную галактику, расположенную на расстоянии приблизительно 47 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Кит (Cetus). В его центре находится активное ядро галактики, сверхмассивная черная дыра, которая активно питается от тонкого вращающегося диска газа и пыли, также известного как аккреционный диск. Предыдущие наблюдения ALMA показали, что черная дыра не только глотает материал, но и выбрасывает газ с невероятно высокой скоростью — до 500 километров в секунду. Этот газ, который выталкивается из аккреционного диска, вероятно, способствует скрытию области вокруг черной дыры от оптических телескопов. Импеллиззери и ее команда использовали превосходную способность зум-объектива ALMA, чтобы наблюдать молекулярный газ вокруг черной дыры. Неожиданно они обнаружили два встречно вращающихся диска с газом. Внутренний диск имеет диаметр 2-4 световых года и следует за вращением галактики, тогда как внешний диск, также известный как тор, имеет толщину от 4 до 22 световых лет и вращается в противоположном направлении. «Мы не ожидали увидеть это, потому что газ, попадающий в черную дыру, обычно вращался вокруг нее только в одном направлении», — сказал Импеллиззери. «Что-то должно было нарушить поток, потому что часть диска не может начать вращаться в обратном направлении сама по себе». Противовращение не является необычным явлением в космосе. «Мы видим это в галактиках, обычно за тысячи световых лет от их галактических центров», — объяснил соавтор Джек Галлимор из Университета Бакнелла в Льюисбурге, Пенсильвания. «Противоповорот всегда является результатом столкновения или взаимодействия между двумя галактиками. Что делает этот факт удивительным, что мы видим его в гораздо меньшем масштабе, десятки световых лет вместо тысяч от центральной черной дыры». Астрономы считают, что обратный поток в NGC 1068 может быть вызван газовыми облаками, выпавшими из галактики-хозяина, или небольшой проходящей галактикой на вращающейся в противоположных направлениях орбите, захваченной в диске. На данный момент внешний диск находится на устойчивой орбите вокруг внутреннего диска. «Это изменится, когда внешний диск начнет падать на внутренний диск, что может произойти после нескольких орбит или нескольких сотен тысяч лет. Вращающиеся потоки газа столкнутся и станут нестабильными, и диски, вероятно, разрушатся в светящемся событии — когда газ падает в черную дыру. К сожалению, мы не будем там, чтобы засвидетельствовать этот фейерверк», сказал Галлимор. ••• Липовые пенсионеры: чиновник вышел на пенсию в 28 лет