Обсерватория космического телескопа Джеймса Уэбба предоставила свои самые четкие изображения ближайшего окружения сверхмассивной черной дыры, как сообщили в NASA во вторник, 13 января.
Снимки показывают, что яркое инфракрасное свечение в активных галактиках не вызвано мощными выбросами, как считалось ранее, а идет от плотного диска газа и пыли, подпитывающего черную дыру, отмечается в официальном заявлении NASA.
Исследования основаны на наблюдениях телескопа Джеймса Уэбба за галактикой Циркину, спиральной галактикой, расположенной примерно в 14 миллионах световых лет от Земли. Команда, возглавляемая Энрике Лопесом-Родригесом из Университета Южной Каролины, использовала специализированные методы для изучения затененного пылью ядра галактики вокруг ее сверхмассивной черной дыры в беспрецедентных деталях.
На вышеприведенном изображении близкое увеличение ядра галактики показывает внутреннюю поверхность светящегося диска газа и пыли, известного как торус, в то время как более темные участки обозначают второй, более далекий круг, окружающий черную дыру.
«Это первый случай, когда режим высокого контраста телескопа Уэбба использовался для наблюдения экстрагалактического источника», — заявил один из авторов исследования Жюльен Жирар, старший научный сотрудник в Институте наук космического телескопа в Мэриленде.
Команда наблюдала за Циркином дважды, в июле 2024 и марте 2025 годов, используя инструмент на Уэббе, который захватывает и комбинирует свет из галактики через специально разработанный проход с семью маленькими шестиугольными отверстиями. Эти отверстия создают узоры, которые позволили исследовательской группе изолировать горячую пыль и картировать мелкие структуры в центре галактики, которые обычно скрыты.
«Это позволяет нам видеть изображения в два раза sharper», — отметил соавтор исследования Хоэль Санчес-Бермудес из Национального университета Мексики.
Данные показывают, что примерно 87% инфракрасного излучения от горячей пыли исходит из области, ближайшей к черной дыре, сосредоточенной в сплюснутом диске, выровненным с экваториальной плоскостью галактики. Эта структура формирует внутреннюю часть пылевого торуса и служит основным резервуаром, направляя материал внутрь для подпитки черной дыры, указывает исследование.
В отличие от этого, менее 1% излучения происходит из тусклой аркообразной структуры, названной «Северной дугой», где горячая пыль поднимается в выбросе, вызванном деятельностью черной дыры. Оставшиеся 12% происходят от пыли дальше от центра, вероятно, нагретой радиацией черной дыры и маленьким радио таким, но расположенной вне основной области подпитки.
Эти открытия бросают вызов моделям, существовавшим на протяжении десятилетий, которые приписывали большую часть инфракрасного избыточного света вблизи активных черных дыр пыльным выбросам. Эта идея возникла преимущественно потому, что ранние телескопы не имели разрешения, необходимого для различения света от аккреционного диска, пыльного торуса и выбросов.
Понимание роста черных дыр является ключевым для понимания эволюции галактик. По мере того как черные дыры поглощают материал, они также могут высвобождать огромные количества энергии обратно в свое окружение, что может подавлять или запускать звездообразование и формировать общую структуру галактики.
Новые наблюдения Уэбба, ясно различающие материал, падающий внутрь для подпитки черной дыры, и пыль, выталкиваемую наружу, обеспечивают важный шаг к пониманию того, как растут сверхмассивные черные дыры и как они влияют на свои галактики-хозяева. Исследовательская группа считает, что наблюдаемый пыльный торус в Циркине распространен среди активных черных дыр по всей Вселенной и с нетерпением ждет возможности применить новую технику для изучения ближайших черных дыр.
«Нам нужна статистическая выборка черных дыр, может быть, дюжина или две, чтобы понять, как масса в их аккреционных дисках и их выбросах соотносится с их мощью», — заключил Лопес-Родригез.
Результаты были опубликованы 13 января в журнале Nature Communications.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий