Навколо надмасивної чорної діри утворився газопиловий “бублик”

Група дослідників з Національної астрономічної обсерваторії Японії за допомогою даних від Великого міліметрового радіотелескопа Атаками виявила у центрі галактики М77 масштабний газопиловий диск, що обертається навколо надмасивної чорної діри.

Стрілець А та інші надмасивні чорні діри

Надмасивні чорні діри – не лише одні з найбільш надзвичайних об’єктів у Всесвіті, але й одні з найбільш складних об’єктів для спостереження. Попри те, що найближча до нас надмасивна чорна діра, Стрілець А*, знаходиться “лише” за 26 000 світлових років від нас, у центрі нашої Галактики, її спостереження вкрай ускладнені. Газ та пил, що знаходяться між нами та ядром, не дають побачити безлічі деталей, пов’язаних з тими об’єктами, що обертаються навколо Стрільця А*.


Спонсорований показ. Cтаття продовжується після рекламного блоку.


Sagittarius A*. Джерело: NASA

А подивитися там дійсно є на що. Самі по собі, надмасивні чорні діри та їхні родичі зоряної маси майже непомітні. Але навколо них увесь час збираються газ, пил, а інколи й інші зірки. Останні не просто притягуються чорними дірами, але і кружляють навколо них із неймовірною швидкістю, розігріваються до скажених температур і, навіть, “вистрілюють” у простір зі швидкостями, близькими до швидкості світла.

Проте побачити усі ці дивовижні явища легше не на прикладі “нашої” надмасивної чорної діри, що віддалена від нас на кілька тисяч світлових років, а на прикладі надмасивних чорних дір в інших галактиках, що віддалені від нас на десятки та сотні тисяч світлових років.

Газопилова хмара у центрі галактики М77

Для того, щоб побачити, що відбувається у ядрах інших галактик потрібні дійсно унікальні інструменти. Як-от Великий субміліметровий масив Атаками – 66 антен-тарілок діаметром 7 та 12 метрів, що розташовані на висоті 5000 метрів і діють, як одне ціле. Такими радіотелескопами користуються вчені з усього світу. І ось нещодавно група японських дослідників опублікувала статтю, присвячену тому, що вони побачили в центрі галактики М77.

М77 або Месьє 77 – велика спіральна галактика, що віддалена від нас на 60 мільйонів світлових років. Вона відрізняється надзвичайно активним ядром, у якому регулярно трапляються викиди газу.

Зазвичай, чим більшою є галактика, тим більш масивною має бути чорна діра у її центрі. Попри те, що маса надмасивної діри у 10 мільярдів разів менша, ніж загальна маса галактики, у центрі якої вона розташована, маса чорної діри у центрі М77 має становити десятки та сотні мільйонів мас Сонця. А всі ті об’єкти, які вона притягує, мають формувати дійсно масштабні структури. І така структура була виявлена.

Газопиловий диск у центрі галактики M77
Газопиловий диск у центрі спіральної галактики M77. Джерело: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al.

Навколо надмасивної чорної діри у центрі М77 обертається тороїдальна хмара з пилу та газу, розміром 14×10 парсек. Хмара достатньо щільна, а її маса, за оцінками дослідників, може сягати двох мільйонів мас Сонця. Існування таких неймовірних “бубликів” навколо надмасивних чорних дір було передбачено вже давно. А ось спостерігати їх вдалося вперше.

У спектрі хмари було виявлено емісійні лінії синильної кислоти та формільних іонів, тобто вона складається переважно з достатньо складних неорганічних та органічних молекул.

Складні органічні сполуки

Всередині цієї структури на відстані 10 світлових років від чорної діри обертається більш щільна хмара масою у 90 тисяч мас Сонця.

Загальний напрямок руху мас речовини у хмарі виявився саме таким, як і очікували астрономи, тобто – навколо осі тору. Однак виявилося, що цей рух є дуже хаотичним, а сам “бублик” – достатньо асиметричним. Дослідники пов’язують це з тим, що у минулому М77 злилася з меншою за розмірами галактикою. В результаті, їхні ядра злилися, але молекулярні хмари ще не встигли заспокоїтися.

Рух газу навколо надмасивної чорної діри. Рожевий колір – газ віддаляється від нас, синій – наближається. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al.

Звичайно, таке відкриття інтригує саме по собі. Але значно цікавіше те, що такі тори, що містять досить щільну масу достатньо складних молекул, можуть бути дуже поширеними. Не виключено, що й у центрі нашої Галактики є щось подібне. Взагалі-то комплекс молекулярних хмар Стрільця  B2 відкрито вже давно. Однак ці хмари значно більші, більш розріджені та віддаленні (350 світлових років) від надмасивної чорної діри, ніж відкритий “бублик”, який стискає сила тяжіння надмасивної чорної діри.

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al.

А ось якщо за усіма хмарами від нас ховається ще один щільний “бублик”, то це буде дійсно визначним відкриттям. Питання про густину молекулярних хмар є досить цікавим, оскільки вони часто містять досить складні молекули, аж до амінокислот. Тож, можливо, десь у космосі існує океан, сповнений простим життям, у порівнянні з яким усі океани Землі – лише краплина у морі.

ArXiv (2018), doi: 10.3847/2041-8213/aaa8df

Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Олександр Бурлака
  • 25 записів
  • 0 дописів
Олександр займається популяризацією науки, веде блоги та працює викладачем у Харківському національному технічному університеті сільського господарства ім. Петра Василенка. Має ступінь кандидата технічних наук.

Центр налаштування приватності

Необхідні

Рекламні блоки

Статистика

Other