Астрономы увидели аккреционный диск у черной дыры в центре Млечного Пути

Некоторые сверхмассивные черные дыры сообщают о своем присутствии дисками вращающихся вокруг них газов. Однако вокруг гигантской черной дыры в центре нашей Галактики такой диск долгое время заметить не могли: сейчас же ученым это наконец удалось.

«Я была очень удивлена тем, что мы все-таки ее увидели», — отмечает астрофизик Елена Мурчикова из Института перспективных исследований в городе Принстоне, США. Диск был замечен с помощью телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили, а работа, посвященная исследованию, опубликована в журнале Nature.

Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути называется Стрелец А* и имеет массу примерно в четыре миллиона солнечных. Вокруг нее нет ярко светящегося вещества, которое заметно у некоторых других подобных объектов: аккреционный диск у Стрельца А* более тусклый, отчего его долгое время не удавалось увидеть (к слову, поэтому астрономы и смогли получить первой снимок черной дыры в центре галактики M87, а не в центре Млечного Пути).

Ранее ученые видели облако горячего газа (с температурой примерно в 10 миллионов кельвинов), излучающего в рентгеновском диапазоне, вокруг Стрельца А*, а также звезды и облака газа, кружащиеся вокруг черной дыры. Однако эти источники газа не были организованы в целостный диск. Мурчикова совместно с коллегами решила изучить более холодные газы (с температурой примерно в 10 000 кельвинов), находящиеся приблизительно в 280 миллиардах километрах от Стрельца А*, передает ScienceNews.

ALMA изучил холодные газы, наблюдая за частицами света в определенном диапазоне. Эти фотоны выпускаются, когда электроны и протоны в газах соединяются для формирования атомов водорода. Когда исследователи посмотрели на распространение фотонов у черной дыры, они увидели продолговатый диск с «пробелом» в середине, где находится черная дыра. С одной стороны свет от диска демонстрировал «красное смещение», с другой — «синее смещение» (то есть одна сторона находилась в движении от Земли, другая — в движении в сторону нашей планеты): это явно указывает на то, что диск вращается.

Исследователи также оценили массу диска. Согласно расчетам, она может составлять 0,00001−0,0001 солнечной массы (в зависимости от толщины диска). Кроме того, ученые оценили, сколько материала попадает в черную дыру: так, по их оценкам, ежегодно Стрелец А* поглощает примерно 2.7x10-10 солнечных масс из диска, что равно примерно половине массы карликовой планеты Церера.