В самом сердце почти каждой галактики во Вселенной, включая и наш собственный Млечный Путь, находится сверхмассивная черная дыра с массой до нескольких миллиардов Солнц. В далеком прошлом эти необычные объекты были очень активными и поглощали огромное количество окружающего их вещества. В результате они ярко светились и выбрасывали незначительную часть этой материи в виде исключительно мощных джетов. В современной Вселенной большинство сверхмассивных черных дыр гораздо менее активны. Но взаимодействие джетов и окружающей их материи все еще является важным фактором в эволюции галактик.

Две международных группы астрономов воспользовались мощью телескопа ALMA, чтобы исследовать струйные выбросы (джеты) из гигантских черных дыр в центрах галактик и их влияние на окружающее космическое пространство. Ученым удалось получить самые лучшие на сегодня изображения структуры молекулярного газа вокруг близко расположенной «спокойной» черной дыры и неожиданно зарегистрировать основание мощного джета в окрестности удаленной черной дыры.

"Наблюдения на ALMA неожиданно выявили спиральную структуру молекулярного газа вокруг центра NGC 1433", - сказала Франсуаза Комбе (Françoise Combes) из Парижской обсерватории , ведущий автор статьи. "Эти наблюдения объясняют, как именно втекает в черную дыру вещество, подпитывающее ее. Новые наблюдения, использующие большую разрешающую способность ALMA, позволили зарегистрировать истечение вещества из черной дыры на расстояние всего 150 световых лет. Это самый маленький выброс молекулярного газа, когда-либо наблюдавшийся в других галактиках."

Обнаружение этого истечения, выносимого из черной дыры в центре галактики джетом, показывает, как такие джеты могут останавливать образование звезд и регулировать рост центральных балджей галактик. Этот процесс обратной связи может объяснить таинственную корреляцию между массой черной дыры в центре галактики и массой окружающего центр галактики балджа. Черная дыра аккрецирует газ и становится более активной, но затем выбрасывает джеты, которые выносят газ из окружающей черную дыру области и прекращают в ней заездообразование.

Иван Марти-Видал (Ivan Martí-Vidal) из Технического университета Чалмерса и Космической обсерватории Онсала в Швеции и его группа также наблюдали сверхмассивную черную дыру с джетом от источника PKS 1830-211), но он гораздо ярче, гораздо активнее и принадлежит ранней Вселенной. Красное смещение PKS 1830-211 равно 2.5, то есть свет от этого объекта идет до нас около 11 миллиардов лет. Свет, который мы видим сейчас, был излучен, когда возраст Вселенной составлял всего 20% от нынешнего. Для сравнения, свет от NGC 1433 идет до Земли всего 30 миллионов лет, что по галактическим меркам очень немного.

"То, что нам удалось наблюдать на ALMA случай «пищевого расстройства» у черной дыры, было просто удивительным совпадением. Мы вели исследования PKS 1830-211 совсем с другой целью, и вдруг обнаружили небольшие изменения цвета и интенсивности излучения в изображениях, создаваемых гравитационной линзой. Тщательное исследование этих неожиданных изменений привело нас к выводу, что мы по крайне счастливой случайности наблюдаем как раз тот момент, когда свежая порция вещества входит в основание джета, истекающего из черной дыры",-- говорит Себастьян Муллер (Sebastien Muller), соавтор второй статьи.

Группа попыталась выяснить, не зарегистрировали ли это мощное выделение энергии другие телескопы, и вскоре обнаружили, что отчетливый сигнал в гамма-лучах был отмечен во время мониторинга с борта спутника Fermi-LAT. Физический процесс, который привел к росту длинноволнового излучения, зафиксированному с ALMA, оказался также причиной резкого возрастания интенсивности излучения объекта до самых высоких энергий, известных во Вселенной. Эта энергия испускается в виде гамма-лучей, самой коротковолновой и высокоэнергетической формы электромагнитного излучения.

"Впервые установлена столь отчетливая связь между гамма-излучением и субмиллиметровыми радиоволнами, которые исходят из основания джета, выбрасываемого из черной дыры", -- добавляет Себастьян Муллер.

Эти две наблюдательных работы – только начало исследований с телескопом ALMA джетов из сверхмассивных черных дыр, как близких, так и далеких. Группа Комбе уже исследует с ALMA другие близлежащие активные галактики. Уникальный объект PKS 1830-211, по-видимому, тоже окажется в центре внимания многих будущих работ, выполняемых на ALMA и на других инструментах.

Источник - www.eso.org