Астрономи вперше вивчили околиці активної надмасивної чорної діри: що вони з'ясували

Астрономи вивчили зовнішню ділянку акреційного диска активної надмасивної чорної діри й так покращили розуміння того, як відбувається "живлення" космічних монстрів. Такі спостереження допомагають ученим краще зрозуміти, як процес поглинання матерії чорними дірами впливає на еволюцію їхніх рідних галактик, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Надмасивні чорні діри, які з великою швидкістю і у великих об'ємах поглинають навколишню матерію, розташовані в центрі галактик, які називаються активними галактичними ядрами (АГЯ). Маса таких чорних дір може бути в мільйони та навіть у мільярди більшою за масу Сонця. Навколо цих об'єктів формується акреційний диск, тобто структура з матерії, яку поглинає чорна діра.

Температура в акреційному диску може сягати 10 млн градусів за Цельсієм, тому відбувається викид випромінювання в усьому електромагнітному спектрі: від гамма-випромінювання, випромінювання, видимого випромінювання до інфрачервоного випромінювання та радіохвиль. Через це АГЯ називають квазарами, і світло таких об'єктів може повністю перекрити світло всіх зірок галактики.

Через те, що акреційні диски відносно маленькі та розташовані навколо далеких чорних дір, вивчати їх складно. Але за допомогою випромінювання, що випускається з них, можна зрозуміти його властивості й розмір. Саме це і зробили вчені, які опублікували своє дослідження у виданні Astrophysical Journal Letters. Вони вперше вивчили край акреційного диска надмасивної чорної діри, яка живить квазар III Zw 002. Він розташований у центрі галактики М 106 на відстані 24 млн світлових років від Землі.

Учені вперше вивчили лінії випромінювання ближнього інфрачервоного діапазону світла, що походить від акреційного диска, який оточує чорну діру з масою, що в 36 млн разів більша за масу Сонця. Масу самого акреційного диска вчені оцінили як 400-500 мас Сонця.

Завдяки лініям інфрачервоного діапазону світла можна зрозуміти, які елементи перебувають у складі акреційного диска. Оскільки матерія поблизу надмасивної чорної діри прискорюється до швидкостей, що наближаються до швидкості світла, відповідні лінії розширюються, а область, із якої відбувається викид випромінювання, називають областю широкої лінії аккреційного диска. Науковці визначили лінію, яку генерує водень у ділянці широкої лінії, та лінію, яку генерує кисень там само, на краю аккреційного диска.

Так учені визначили розмір акреційного диска, оскільки змогли побачити, що лінія водню виходить на відстань майже 17 світлових днів від центральної надмасивної чорної діри, а лінія кисню — на майже 19 світлових днів. Астрономи також змогли визначити розмір області широкої лінії — він становить майже 53 світлові дні.

Фокус уже писав про те, що вчені виявили гігантську планету з "хвостом", який у 53 рази більший за саму планету. Астрономи знайшли одну з найбільших планетарних структур, які бачили за межами Сонячної системи.

Також Фокус писав про те, що астрономи зробили нове відкриття, яке змінює розуміння природи чорних дір. Виявилося, що не всі чорні діри після поглинання зірки перестають відразу викидати частину матерії в космос. Як показало дослідження, навіть через кілька років чорні діри знову це роблять.