Астрономы впервые увидели "бублик", который ест черная дыра - «Космос»

© ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope and A. van der HoevenПервая фотография «бублика» черной дыры в галактике M77

МОСКВА, 15 фев — Новости Дня. Телескоп ALMA получил первые в истории снимки диска аккреции черной дыры — "бублика" из разогретого газа и материи, который вращается вокруг нее и который она постепенно поглощает, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.

Черная дыра-монстр проснулась в нашей галактике"Объясняя различные черты квазаров, мы давно считали, что активные сверхмассивные черные дыры окружает структура из газа и пыли, похожая на бублик. Увидеть ее мы не могли, так как у нее очень небольшие размеры. Только благодаря сверхвысокому разрешению ALMA нам удалось реализовать эту мечту и подтвердить, что такая структура существует", — рассказывает Масатоси Иманиси (Mastoshi Imanishi) из Национальной астрономической обсерватории Японии в Токио.

Космические пончики и бублики

Сверхмассивные черные дыры есть в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Эти выбросы, как считают астрономы, — результат того, что черные дыры неспособны поглощать материю в неограниченных количествах. Есть некий рубеж, который астрофизики называют пределом Эддингтона: при его достижении субстанция начинает скапливаться в окрестностях черной дыры в виде горячего "бублика" — диска аккреции, где частицы трутся друг о друга, разогреваются до сверхвысоких температур и выбрасываются в космос.

Астрономы НАСА впервые измерили диаметр "бублика" черных дыр

Так ведут себя далеко не все черные дыры, объясняет Иманиси. К примеру, объект Sgr A* в центре нашей галактики отличается скромным нравом и аппетитами, у него нет джетов и диска аккреции. Вопрос, как образуется диск аккреции и почему некоторые черные дыры резко теряют аппетит или, наоборот, его приобретают, стал одним из главных в астрономии.

Японские астрофизики сделали первый шаг к раскрытию этой загадки, наблюдая за спиральной галактикой M77 в созвездии Кита (одной из ближайших соседок Млечного Пути) при помощи микроволнового телескопа ALMA, установленного на высокогорном плато Чахнантор в Чили.

Обед черной дыры

Диск этой галактики повернут в нашу сторону "лицом", что позволяет астрономам следить за тем, что происходит в ее центре, где находится одна из самых активных и ярких сверхмассивных черных дыр в ближайших окрестностях Млечного Пути.

Для поиска "бублика" в ее центре ученые из Японии пошли на хитрость: они наблюдали за молекулами двух типов, которые могут присутствовать в окрестностях черной дыры, но ведут себя неодинаково в разных условиях. К примеру, молекулы угарного газа, которые ALMA хорошо различает, есть почти во всех уголках галактик и могут излучать микроволны практически в любых условиях.

С другой стороны, такие вещества, как синильная кислота или некоторые альдегиды (простейшие соединения кислорода, водорода и углерода), становятся заметными для антенн ALMA только тогда, когда они находятся в особенно плотных облаках газа. Диск аккреции, как объясняют астрономы, должен быть гораздо плотнее, чем окружающие его скопления материи, и его можно обнаружить, наблюдая за избытком этих двух соединений.

Астрономы впервые увидели "подавившуюся" сверхмассивную черную дыру

Идея оправдала себя — японским астрофизикам удалось получить первые детальные фотографии "бублика" диска аккреции и неожиданно раскрыть некоторые его свойства. К примеру, оказалось, что у него вытянутая и неровная форма — это говорит о том, что его вращением управляют случайные процессы, а не только притяжение "хозяина" центра галактики.

Как надеются астрономы, дальнейшие наблюдения за M77 помогут понять, как именно ее "бублик" приобрел столь необычную форму и почему у черной дыры в центре Млечного Пути его нет.