Агрегатор новостей
современной Российской науки, анонсы мероприятий, события, мнения
При поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

Ученые узнали историю сверхмассивной черной дыры

Астрофизики исследовали группу галактик, которая содержит богатую систему ярких волокон, погруженных в атмосферу горячего газа, излучающего в рентгене. В этом ученым помогла комбинация радио- и рентгеновских изображений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy. 

Эти волокна сформировались крайне давно – несколько сотен миллионов лет назад (примерно во времена существования динозавров на Земле). Их создание спровоцировала активность сверхмассивной черной дыры. Тем не менее, на сегодняшний день волокна имеют четкие границы и представляют сложную структуру из нитей и геометрических фигур. 

В основном, массивные гало (например, группы галактик) состоят из темной материи, образующей их гравитационные «ямы». Однако небольшая часть их массы состоит из обычного вещества – барионов, формирующих горячую газовую атмосферу (10 или 100 миллионов градусов), которая заполняет собой потенциальную яму. В центральной части плотность газа высока – он способен охлаждаться и конденсироваться. Это обеспечивает материал для образования новых звезд. Однако по неизвестной причине этого не происходит, и в центре гало доминируют старые звезды. Эта странная особенность привела к созданию теории о влиянии сверхмассивных черных дыр на окружающую среду – механизм «обратной связи». Согласно этой теории, при остывании газа сверхмассивная черная дыра увеличивает темп аккреции и начинает выделять огромное количество механической энергии в виде струй плазмы. Эта энергия нагревает газ, предотвращая его дальнейшее охлаждение. Существует множество моделей, подтверждающих эту идею, однако сложно сказать, какие именно процессы ответственны за нагрев относительно холодного газа в гало. 

NEST200047 – группа из примерно 20 галактик, расположенных в 200 миллионах световых лет от Земли. Ее наблюдали радиотелескопы наземного радиоинтерферометра LOFAR (Low Frequency Array) и космический телескоп СРГ/eROSITA в радио- и рентгеновских обзорах. Рентгеновские данные были получены в ходе двух обзоров всего неба обсерваторией СРГ. Эффективная экспозиция составила 645 секунд. Результаты показали, что группа NEST200047 обладает горячей газовой атмосферой, излучающей рентгеновские лучи. В ее центре находится огромная эллиптическая галактика, ядро которой служит ярким радиоисточником. Радиоизлучение, однако, создает и сложная система волокон, покрывающих область более 200 килопарсеков. В ней видны структуры, напоминающие вихревые кольца. Радио- и рентгеновские изображения показывают, что плазма, выброшенная сверхмассивной чёрной дырой, была деформирована сложными движениями в течение более ста миллионов лет. Однако за всё это время она не полностью перемешалась с окружающей тепловой плазмой – вероятно, из-за присутствия магнитного поля.