Наблюдения, проведенные международной группой астрономов за галактикой Мессье 77, продемонстрировали наличие сверхмассивной черной дыры в области, соответствующей прогнозам единой модели формирования активных ядер галактик. Полученные данные не только подтверждают корректность этой модели, но и способствуют более глубокому пониманию структуры и принципов генерации излучения в центрах подобных галактик.
Активные ядра галактик (АЯГ) — это очень мощные источники излучения, расположенные в центре некоторых галактик. Современное общепринятое объяснение этих явлений заключается в наличии сверхмассивной черной дыры в центре каждой активной галактики. Эти черные дыры поглощают значительные массы космической пыли и газа из аккреционного диска, что приводит к высвобождению огромного количества энергии. Это проявляется в повышенной интенсивности излучения (в особенности в рентгеновском диапазоне), которая зачастую превосходит свечение всех звезд в галактике.
Международная группа астрономов под руководством Виолеты Гамес Росас из Лейденского университета (Нидерланды) изучала активное ядро галактики Мессье 77 (Messier 77), находящейся в созвездии Кита на расстоянии 47 миллионов световых лет. Благодаря данным, полученным с помощью интерферометра Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (ESO VLT), ученые смогли глубже понять устройство и механизм формирования излучения активного галактического ядра. В исследовании ключевую роль сыграл многоапертурный спектроскоп среднего инфракрасного диапазона (MATISSE), установленный на VLT.
«Благодаря способности MATISSE улавливать широкий спектр инфракрасного излучения, мы можем проникать сквозь межгалактическую пыль и с высокой точностью определять температуру. Учитывая, что Очень большой телескоп (VLT) представляет собой, по сути, крупномасштабный интерферометр, обеспечивается достаточное разрешение для наблюдения даже удаленных галактик, таких как Месье 77. Изображения, полученные в ходе исследования, демонстрируют изменения температуры и поглощения пылевых облаков в окрестностях черной дыры, по словам соавтора исследования, профессора Лейденского университета Уолтера Яффе.
Используя данные, полученные в среднем инфракрасном диапазоне при наблюдении за центром галактики Мессье 77 (NGC 1068), Гамес Росас и ее команда смогли установить, как распределена температура в плотном кольце пыли и газа, которое скрывает сверхмассивную черную дыру.
Анализ полученных данных позволил с высокой точностью установить местоположение АЯГ, которое отличается от результатов предыдущих исследований. Однако, вновь установленная позиция хорошо соответствует прогнозам единой модели формирования АЯГ.
Астрономы классифицируют активные ядра галактик (АЯГ) на несколько типов, включая лацертиды, квазары, блазары, а также активные ядра в сейфертовских и радиогалактиках. Некоторые из них генерируют мощные всплески радиоволн, другие демонстрируют непрерывный спектр во всех диапазонах электромагнитного излучения, а некоторые АЯГ, например, Мессье 77, в оптическом диапазоне визуально не отличаются от обычных спиральных галактик.
Согласно единой модели, все активные галактические ядра (АЯГ), несмотря на существенные различия, обладают общей базовой структурой: сверхмассивная черная дыра, находящаяся в центре галактики, окружена плотным кольцом газа и пыли. Любые различия в наблюдаемых данных объясняются положением плоскости галактики относительно наблюдателя на Земле – она может быть ориентирована к нам ребром, плоскостью или под углом.
Астрономы ранее уже находили определенные свидетельства, подтверждающие единую модель, в частности, после обнаружения горячей пыли, формирующей кольцеобразную излучающую область в центре галактики Мессье 77. Однако существовали вопросы, способна ли эта пыль полностью замаскировать черную дыру и, таким образом, объяснить пониженную яркость этого активного галактического ядра в видимом диапазоне по сравнению с другими. Новое исследование частично снимает эти сомнения.
«Полученные данные позволят глубже понять внутреннюю структуру и принципы функционирования АЯГ. Кроме того, они могут пролить свет на историю Млечного Пути, в котором расположена сверхмассивная черная дыра, которая, возможно, проявляла активность в прошлом», — заключила Гамес Росас.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.