Используя спектрограф среднего инфракрасного диапазона MATISSE, смонтированный на Очень Большом телескопе-интерферометре (VLTI) Европейской Южной обсерватории (ESO), астрономы получили снимки облака космической пыли в центре галактики Messier 77, внутри которого скрыта сверхмассивная черная дыра. Эти наблюдения подтверждают теоретическое предсказание, сделанное около 30 лет назад, и позволяют по-новому взглянуть на природу активных галактических ядер – наиболее ярких и загадочных объектов во Вселенной. Результаты исследования представлены в журнале Nature.
«Истинная природа этих пылевых облаков, их роль в подпитывании черных дыр веществом, а также влияние на видимость активных галактических ядер при наблюдении с Земли оставались центральными проблемами в исследованиях этих объектов на протяжении нескольких десятилетий. И хотя единичный результат, конечно, не сможет дать ответ на все имеющиеся вопросы, мы сделали большой шаг к их пониманию», – рассказывает Виолета Гамез Росас, ведущий автор исследования из Лейденского университета (Нидерланды).
Крупный план активного ядра галактики Messier 77. Credit: ESO/Jaffe, Gámez Rosas et al.
Активные галактические ядра (AGN) представляют собой источники огромной энергии, находящиеся в центрах некоторых галактик и порождаемые сверхмассивными черными дырами, которые питаются гигантскими количествами космической пыли и газа. Но прежде, чем быть поглощенным, это вещество устремляется по спиральной траектории к гравитационному монстру, выделяя при этом энергию, зачастую превосходящую излучаемую всеми звездами галактики.
Астрономы интересуются природой активных галактических ядер с тех пор, как эти яркие объекты были впервые обнаружены в 1950-х годах. И вот теперь, используя мощь VLTI ESO, сделан решающий шаг к пониманию того, какие процессы в них происходят и как они выглядят вблизи.
Галактика Messier 77. Credit: ESO
Добившись исключительно высокого пространственного разрешения, астрономы зарегистрировали плотное кольцо космической пыли и газа, скрывающее сверхмассивную черную дыру в галактике Messier 77. Затем, соединив информацию о вызванных интенсивным излучением из области черной дыры изменениях температуры пыли с картами поглощения, они построили подробную картину торообразного облака и определили его свойства, которые, как оказалось, соответствуют ожидаемым в Единой модели. Вычисленное расположение черной дыры внутри пылевой завесы также согласуется с предсказаниями.
На сегодня известны различные типы активных галактических ядер. Некоторые из них порождают всплески радиоизлучения, другие относятся к категории «радиоспокойных»; некоторые ярко сияют в видимых лучах; другие, ведут себя более смирно. Согласно Единой модели, несмотря на эти различия, все активные галактические ядра имеют одинаковую природу: это сверхмассивные черные дыры, окруженные плотным пылевым кольцом.
Художественное представление активного галактического ядра галактики Messier 77. Credit: ESO/M. Kornmesser and L. Calçada
«В рамках Единой модели все различия в наблюдательных проявлениях объясняются лишь ориентацией активных галактических ядер по отношению к наблюдателю, и тип, к которому мы относим их, зависит от того насколько пылевое кольцо загораживает черную дыру от нашего взгляда. Наше открытие – ключевой аргумент в пользу этой теории», – заключили авторы исследования.