Данные, полученные с помощью космического телескопа NASA Spitzer, позволили ученым понять, почему некоторые сверхмассивные черные дыры светятся иначе, чем другие.
На изображениях потоки пыли длиной в тысячи световых лет устремляются к сверхмассивной черной дыре в центре галактики Андромеды. Оказывается, эти потоки могут помочь объяснить, как черные дыры, масса которых в миллиарды раз больше массы нашего Солнца, насыщают свои большие аппетиты, оставаясь при этом «тихими» едоками.
Когда сверхмассивные черные дыры поглощают газ и пыль, материал нагревается непосредственно перед падением внутрь, создавая невероятные световые шоу — иногда ярче, чем целая галактика, полная звезд. Когда материал поглощается сгустками разного размера, яркость черной дыры колеблется.
Но черные дыры в центре Млечного Пути и Андромеды, одной из наших ближайших галактических соседей, — одни из самых тихих «пожирателей» во Вселенной. То немногое, что они излучают, не сильно отличается по яркости, что говорит о том, что они потребляют небольшой, но устойчивый поток вещества, а не большие сгустки. Потоки приближаются к черной дыре понемногу и по спирали, подобно тому, как вода закручивается в водостоке.
В исследовании, опубликованном в начале этого года, гипотеза о том, что тихая сверхмассивная черная дыра питается постоянным потоком газа, была применена к галактике Андромеды. Используя компьютерные модели, авторы смоделировали, как газ и пыль вблизи сверхмассивной черной дыры Андромеды могут вести себя с течением времени. Моделирование показало, что вблизи сверхмассивной черной дыры может образоваться небольшой диск горячего газа, который будет постоянно питать ее. Диск может пополняться и поддерживаться многочисленными потоками газа и пыли.
Но исследователи также обнаружили, что эти потоки должны оставаться в пределах определенного размера и скорости потока, иначе вещество будет падать в черную дыру неравномерными сгустками, вызывая еще большие колебания света.
Когда авторы сравнили свои выводы с данными, полученными с помощью Spitzer и космического телескопа NASA Hubble, они обнаружили спирали пыли, ранее идентифицированные телескопом Spitzer, которые вписывались в эти ограничения. Из этого авторы сделали вывод, что спирали питают сверхмассивную черную дыру Андромеды.
Запущенный в 2003 году и управляемый Лабораторией реактивного движения NASA, Spitzer изучал Вселенную в инфракрасном свете, который невидим для человеческого глаза. Различные длины волн показывают разные особенности Андромеды, включая более горячие источники света, такие как звезды, и более холодные, такие как пыль.
Разделяя эти длины волн и рассматривая только пыль, астрономы могут увидеть «скелет» галактики - места, где газ скопился и остыл, иногда образуя пыль, что создает условия для формирования звезд. Этот вид Андромеды выявил несколько сюрпризов. Например, хотя Андромеда и является спиральной галактикой, как Млечный Путь, в ней преобладает большое пылевое кольцо, а не отдельные рукава, кружащие вокруг ее центра. Изображения также показали вторичную дыру в одной из частей кольца, через которую прошла карликовая галактика.
