В созвездии Гидры расположена спиральная галактика Южная Вертушка (М83), ранее считавшаяся классической звездообразующей системой без признаков активности сверхмассивной черной дыры в центре. Астрономы, используя космическую обсерваторию «Джеймс Уэбб», обнаружили в сердце M83 компактный источник мощного излучения, указывающий на присутствие активного галактического ядра, которое питается черной дырой.
Южная Вертушка принадлежит к группе галактик Центавра А, которая расположена недалеко от Млечного Пути. В ее центре бурлит активность: молодые массивные звезды взрываются сверхновыми, обогащая пространство между звёздами тяжёлыми элементами. Однако всё это может оказаться лишь приманкой.
Группа астрономов под руководством Свеа Хернандес из Института исследований космоса в Мэриленде впервые зафиксировала спектральные линии ионизированного неона V (Ne V) и неона VI (Ne VI) с помощью сверхчувствительного инфракрасного спектрографа MIRI, установленного на космическом телескопе «Уэбб».
Ранее в центре M83 подобные сигнатуры не регистрировались ни в каких диапазонах.
Для столь сильного неона объяснение лишь звездообразованием недостаточно: требуется источник жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале The Astrophysical JournalНаблюдения показали, что источником излучения неона V (Ne V) стала компактная область размером около 58,7 светового года, находящаяся примерно в 456 световых годах от оптического центра галактики. В инфракрасном диапазоне она выглядит как четкая точка.
Полученные данные сравнили с фотоионизационными моделями. Последние функционируют обычно при крайне низкой плотности межзвездной среды – порядка 0,01 частицы на кубический сантиметр. В качестве более подходящей альтернативы исследователи посчитали слабый, но стабильный поток ионизирующего излучения от центрального источника – предположительно, скрытого активного ядра с черной дырой.
Новая модель предполагает, что облако газа попало в область «прожектора», исходящего из центра галактики. Свет прорывается сквозь слои пыли и газа, возбуждая атомы неона на большом расстоянии от ядра. Такой эффект ранее наблюдался в других галактиках, но в М83 — впервые.
Новым данным пока не хватает подтверждений для уверенности на сто процентов: окончательное доказательство существования черной дыры в центре Южной Верушки потребует дополнительных наблюдений в разных диапазонах излучения, включая рентгеновский и радиоволновой, а также создание более совершенных моделей.