Используя массив радиотелескопов ALMA, астрономы отследили движение вещества в толстом кольцевидном облаке из газа и пыли, окутывающем сверхмассивную черную дыру в центре галактики NGC 1068. В результате они сделали неожиданное открытие, которое, возможно, наконец-то позволит объяснить быстрый рост этих гравитационных монстров в ранней Вселенной. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале The Astrophysical Journal.
«Благодаря впечатляющему разрешению ALMA нам удалось оценить движение газа вблизи черной дыры. Удивительно, но мы обнаружили два диска, вращающихся в противоположных направлениях», – рассказывает Виолетта Импеллиззери, ведущий автор исследования из Национальной радиоастрономической обсерватории (США).
Художественное представление сердца галактики NGC 1068, которое таит в себе активную сверхмассивную черную дыру, скрытую внутри толстого кольцеобразного облака из пыли и газа. Credit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Наблюдения показывают, что спустя всего миллиард лет после Большого Взрыва во Вселенной уже существовали сверхмассивные черные дыры. Но каким образом эти экстремальные объекты, масса которых в миллиарды раз превышает солнечную, успели вырасти за такой относительно короткий промежуток времени, остается загадкой, однако полученные на ALMA данные приближают астрономов к ее решению.
«Встречно вращающиеся газовые потоки неустойчивы, и вещество из них падает в черную дыру быстрее, чем если бы оно находилось в одном диске», – пояснила Виолетта Импеллиззери.
Снимок спиральной галактики NGC 1068, полученный космическим телескопом «Hubble». Credit: NASA, ESA & A. van der Hoeven
Спиральная галактика NGC 1068 находится на расстоянии примерно 47 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Кит. В ее центре располагается сверхмассивная черная дыра, предыдущие наблюдения которой показали, что она не только поглощает материал, но и выбрасывает его с невероятно высокой скоростью, достигающей 500 километров в секунду. Этот процесс осложняет изучение ее окружения с помощью оптических телескопов, но не является помехой для ALMA.
«Мы увидели внутренний диск на расстоянии от 2 до 4 световых лет от черной дыры, вещество в котором движется в том же направлении, что и вращается галактика, и внешнее кольцо, простирающееся от 4 до 22 световых лет и вращающееся в противоположном направлении. Это странно и, должно быть, что-то нарушило этот поток, так как часть диска не может начать вращаться в другую сторону сама по себе», – добавила Виолетта Импеллиззери.
Мегаслияние древних галактик в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser
Встречное вращение не является необычным явлением в космосе, однако ранее оно наблюдалось только за тысячи световых лет от центральных черных дыр и всегда являлось результатом столкновения или взаимодействия между галактиками.
В настоящий момент внешний диск, по-видимому, находится на стабильной орбите, но это изменится, когда он начнет падать на черную дыру, что может произойти через несколько сотен тысяч лет. Вращающиеся потоки газа столкнутся, станут нестабильными, и, вероятно, распадутся, произведя яркую вспышку в момент поглощения черной дырой. К сожалению, это будет не скоро, и стать свидетелями этого великолепного космического фейерверка нам не суждено.
Источник: