Космический телескоп Джеймса Уэбба от NASA зафиксировал сверхмассивную черную дыру в процессе питания. Согласно данным ScienceDaily, используя материалы Университета штата Мичиган, новые изображения, полученные телескопом Джеймса Уэбба, демонстрируют длинные газовые нити, которые соединяют горячую внешнюю атмосферу галактики с быстро вращающимся диском вокруг центральной черной дыры.
Объект исследования и его расположение
Галактика, являющаяся объектом изучения, называется NGC 4696 и представляет собой крупнейшую центральную галактику в Скоплении Центавра. Она находится на расстоянии приблизительно 145 миллионов световых лет от Земли, что позволяет астрономам детально изучить ее, оставаясь при этом достаточно далеко для восприятия масштаба.
Научные исследования и публикации
Исследовательская группа, возглавляемая Университетом Монреаля, при участии Университета штата Мичиган, опубликовала свои результаты в выпуске The Astrophysical Journal Letters от 14 июля. Статья получила название «JWST Reveals How Black Holes are Fed: Kiloparsec-scale Multiphase Filaments Feed Subkiloparsec Circumnuclear Disks».
Основная научная проблема заключается в том, что почти каждая крупная галактика имеет в центре сверхмассивную черную дыру, масса которой часто превышает Солнце в миллионы или миллиарды раз, однако ученые до сих пор не знают, каким образом этот гигант получает топливо.
Механизм активности черных дыр
Сама по себе черная дыра не излучает свет; зрелище создается газом и пылью, падающими на нее, что приводит к нагреванию и формированию активного галактического ядра. Этот процесс также может генерировать струи, которые нагревают окружающий газ, замедляют звездообразование и способствуют формированию галактики на протяжении миллиардов лет.
Несмотря на то, что струи черной дыры могут нагревать близлежащий газ, что должно затруднять его охлаждение и обратную подачу в черную дыру, процесс поглощения продолжается. Инструмент NIRSpec телескопа Джеймса Уэбба наблюдал за NGC 4696 около восьми часов, разделяя инфракрасный свет для картирования состава и движения газа. ScienceDaily сообщает, что наблюдения позволили разрешить структуры размером около 30 световых лет.
Ключевые открытия и выводы
Карты показали, что S-образная структура возле центра галактики представляет собой вращающийся газовый диск вокруг черной дыры, который простирается почти на 800 световых лет, причем часть материала движется со скоростью до 600 километров в секунду. Главным открытием является связь этого диска с одной из крупных входящих газовых нитей галактики, где материал перемещается по нити и попадает в диск, питающий черную дыру.
Профессор физики и астрономии Университета штата Мичиган Меган Донахью отметила, что наблюдения Джеймса Уэбба предоставляют «тысячи новых фактов и измерений», что является «большим объемом информации для усвоения». Версия статьи на arXiv описывает эту систему как недостающее звено между крупными потоками охлаждения и питанием черной дыры в меньших масштабах, а симуляции подтвердили эту картину, показывая конденсацию газа из горячей атмосферы, потерю углового момента и последующее питание диска.
Таким образом, цикл выглядит элегантно: черная дыра испускает струи, струи нагревают газ, часть газа охлаждается, образуя нити, нити питают диск, а диск питает черную дыру.
