Черная дыра преподнесла ученым сюрприз

Очень Большой Телескоп-Интерферометр ESO (VLTI) провел самые детальные наблюдения скопления пыли вокруг гигантской черной дыры в центре одной активной галактики. Вместо того, чтобы, как ожидалось, заполнить собой тороидальную полость – «бублик» - вокруг черной дыры, светящаяся пыль обнаружилась и в полярных областях по обе стороны «бублика». Оказалось, что пыль разлетается в разные стороны от полюсов черной дыры в виде холодного звездного ветра. Это открытие не укладывается в существующие теории и меняет наши взгляды на то, как черные дыры эволюционируют и как они взаимодействуют с окружающим их веществом.

За последние двадцать лет астрономы установили, что в центрах почти всех галактик находятся гигантские черные дыры. Некоторые из них растут, поглощая окружающее их вещество, и в результате образуются самые мощные источники энергии во Вселенной: активные ядра галактик (AGN). Центральные части этих колоссальных космических источников энергии окружены «бубликами», состоящими из пыли, сгребаемой притяжением черных дыр из окружающего пространства, наподобие того, как вокруг стока раковины образуется спиральный водоворот. Считалось, что большая часть сильного инфракрасного излучения, приходящего от AGN, образуется в этих «бубликах».

И вот, новые наблюдения близлежащей активной галактики NGC 3783, для которых понадобилась вся мощь Очень Большого Телескопа-Интерферометра (VLTI) обсерватории ESO Paranal в Чили, принесли выполнявшей их группе исследователей неожиданный результат. Хотя наблюдения и подтвердили, что горячая – с температурой от 700 до 1000 градусов Цельсия — пыль действительно образует тороидальный «бублик», огромные массы более холодной пыли были выявлены в полярных областях черной дыры.

Вновь обнаруженная пыль образует как бы холодный «ветер», «дующий» от полюсов черной дыры. Этот ветер должен играть заметную роль в сложных взаимосвязях между черной дырой и ее окружением. Ненасытная черная дыра поглощает окружающее ее вещество, а мощное излучение, которое она при этом испускает, одновременно отбрасывает вещество прочь от ее полюсов. Пока неясно, как эти два процесса совмещаются и как они влияют на рост и эволюцию сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, но обнаруженное присутствие «пылевого ветра» очень существенно для этой картины.

Для изучения центральных областей NGC 3783 астрономам понадобилась объединенная мощь двух Базовых Телескопов из четырех, составляющих VLT ESO. В сочетании друг с другом они образуют интерферометр, разрешение которого эквивалентно разрешению 130-метрового телескопа.

Новые наблюдения могут привести к коренному изменению нашего понимания природы AGN. Они дают прямое доказательство того, что пыль отбрасывается от полюсов черной дыры мощным излучением. Этот эффект теперь придется принимать во внимание в любой модели распределения пыли вокруг сверхмассивной черной дыры, в описании процессов роста и эволюции последней.