Астрономы открыли загадочный диск из пыли у "спящей" черной дыры

Астрофизики впервые открыли "спящую" сверхмассивную черную дыру, которую окружает достаточно плотное кольцо из пыли и газа, вращающееся вокруг нее с околосветовой скоростью. Ее фотографии и возможные объяснения этой аномалии были раскрыты в журнале MNRAS.

"Этот диск – свидетельство существования "выключенного" квазара, что мы никогда даже не ожидали увидеть. Он очень похож на аналогичные структуры у объектов, чья яркость в тысячи и миллионы раз выше. Данное открытие полностью опровергает предсказания теорий, описывающих тусклые активные галактики", — отмечает Стефано Бьянки(Stefano Bianchi) из университета Рома-Тре (Италия).

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от их менее крупных "кузин", возникающих при коллапсе звезд, масса этих объектов в несколько миллионов раз больше солнечной.

Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью. Эти выбросы, как сегодня считают астрономы, возникают из-за того, что черные дыры не способны поглощать материю в неограниченных количествах.

Существует некая граница, которую астрофизики называют пределом Эддингтона, при достижении которой материя начинает скапливаться в окрестностях черной дыры в виде горячего "бублика" из материи, диска аккреции, где частицы материи трутся друг об друга, разогреваются до сверхвысоких температур и выбрасываются черной дырой в космос.

Далеко не все черные дыры ведут себя таким образом – к примеру, объект в центре нашей галактики, Sgr A*, отличается скромными аппетитами и нравами и не имеет джетов, газового "бублика" и диска аккреции. То, как он образуется и почему некоторые черные дыры резко теряют аппетит или наоборот, его приобретают, является сегодня одним из главных вопросов в астрономии.

До сегодняшнего дня, как отмечает Бьянки, большинство астрономов считало, что подобный характер поведения черных дыр фактически полностью исключает возможность того, что хорошо заметный диск из газа и пыли может существовать в окрестностях "спящих" сверхмассивных черных дыр, подобных Sgr A*.

Европейские и американские астрономы случайно выяснили, что это не так, наблюдая за спиральной галактикой NGC 3147 в созвездии Дракона. Она удалена от нас примерно на 129 миллионов световых лет и давно считается одним из классических примеров "спящих" квазаров.

В отличие от многих других объектов такого рода, ее центральные регионы не скрыты от нас под толстой "шубой" из пыли и газа, благодаря чему ученые могут изучать центральную часть NGC 3147, используя "Хаббл" и другие мощные космические и наземные телескопы.

Анализируя подобные снимки, авторы статьи заметили на них необычную растянутую структуру, которая двигалась с огромной скоростью и была расположена у самого горизонта событий сверхмассивной черной дыры.

Проанализировав ее свойства и спектр, Бьянки и его коллеги пришли к неожиданному выводу – им удалось сфотографировать относительно небольшой диск аккреции и его газопылевой кокон, вращающийся вокруг сингулярности всего в десять раз медленнее, чем скорость света. Он был расположен столь близко к черной дыре, что вырабатываемые ими пучки излучения искривлялись и растягивались под действием ее гравитации.

Это открытие абсолютно не укладывается в современные астрофизические теории, предполагающие, что все типы квазаров и активных ядер галактик устроены одинаково, а различия в их облике порождаются тем, как много пыли и газа закрывает их черную дыру от наблюдателей на Земле.

Отсутствие подобной "шубы" у NGC 3147, большая масса ее черной дыры и наличие у нее небольшого, но реального диска аккреции указывает на то, что мы пока не до конца понимаем те механизмы, которые отвечают за формирование газопылевых структур в их окрестностях. Сейчас ученые пытаются открыть другие "спящие" галактики подобного рода для подтверждения этой гипотезы.