Астрономы открыли "космический фонтан", бьющий из окрестностей огромной чёрной дыры

Изображение "космического фонтана". Жёлтым цветом обозначен холодный газ по данным радиотелескопа ALMA. Красным – горячий водород по данным VLT. Синим – горячий ионизованный газ по наблюдениям рентгеновской обсерватории Chandra.
Иллюстрация ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT.

В самой яркой галактике знаменитого галактического скопления обнаружилось удивительное явление: поток вещества, бьющий из окрестностей сверхмассивной чёрной дыры на сотни тысяч световых лет, а потом возвращающийся обратно.

Хотя в разных галактиках ранее наблюдался приток и отток вещества по отдельности, ещё никогда астрономы не наблюдали воочию за работой такого "галактического фонтана". Открытие поможет прояснить важные детали поведения сверхмассивных чёрных дыр и эволюции галактик.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal группой во главе с Грантом Тремблеем (Grant Tremblay) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в США.

Речь идёт о сверхмассивной чёрной дыре в центре самой яркой галактики скопления Abell 2597. Оно расположенно относительно близко к Млечному Пути: "всего" в миллиарде световых лет.

"Возможно, это первая звёздная система, в которой мы нашли ясные свидетельства как притока холодного молекулярного газа к чёрной дыре, так и его оттока или выброса в виде джетов, истекающих из окрестности чёрной дыры, – говорит Тремблей. – Сверхмассивная чёрная дыра в центре гигантской галактики действует как механический насос фонтана".

 

За движением холодного газа к чёрной дыре астрономы следили с помощью радиотелескопа ALMA. Он регистрировал излучение молекул угарного газа (СО) с температурой минус 250–260°C.

В то же время наблюдения на инфракрасном и оптическом телескопе VLT с приёмником MUSE позволили обнаружить горячие струи вещества, фонтанирующие из окрестностей "монстра".

"Уникальная особенность этой работы в том, что мы выполнили очень детальный комплексный анализ поведения источника с использованием данных и от ALMA, и от MUSE, –объясняет Тремблей. – Два инструмента составили невероятно мощную комбинацию".

Картина, нарисованная с помощью астрономических наблюдений, в общих чертах такова. Мощная гравитация чёрной дыры привлекает к ней потоки холодного газа. Однако в окрестностях "хищника" уже находится плотное облако падающего на него вещества. Сталкиваясь с ним, новоприбывший газ разогревается до огромной температуры. Происходит бурный процесс, в результате которого в пространство выбрасываются протяжённые струи вещества (джеты).

Однако скорость истечения всё же недостаточно велика, чтобы противостоять гравитации чёрной дыры. Поэтому, охладившись на космических просторах, выброшенное вещество возвращается обратно в объятия "хозяйки", и цикл начинается с начала.

 

Авторы полагают, что такие процессы происходят во многих "звёздных островах", просто их довольно трудно наблюдать в существующие астрономические инструменты.

Важно, что размер струй вещества достигает сотен тысяч световых лет, то есть сопоставим с габаритами самой галактики. Такой мощный постоянно действующий фонтан должен играть большую роль в эволюции звёздной системы. Астрономам ещё предстоит досконально выяснить, в чём заключается эта роль.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как потоки вещества не дают галактикам вырастать слишком большими, и о джете, заключённом внутри джета. Писали мы и о том, как астрономы "заглянули в рот" сверхмассивной чёрной дыре в центре Млечного Пути.

Сегодня