Новое исследование Университета Лестера показывает, как неконтролируемый рост далёкой сверхмассивной чёрной дыры (СМЧД) проявляется в виде выброса избыточного вещества с высокой скоростью.
В статье, опубликованной в «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», впервые описывается, как «переедание» чёрной дырой новой материи привело к выбросу избытка почти со скоростью одной трети скорости света.
Мощные потоки ионизированного газа являются предметом особого интереса рентгеновской обсерватории ESA XMM-Newton с момента их первого обнаружения рентгеновскими астрономами Лестера в 2001 году и впоследствии признаны характерной чертой светящихся активных галактических ядер (АЯГ).
Чёрная дыра образуется, когда количество вещества ограничено в достаточно малой области, что его гравитационное притяжение становится настолько сильным, что ничто, даже свет, не может ускользнуть. Размер чёрной дыры зависит от её массы: радиус составляет 3 км для чёрной дыры массой с Солнце.
Реальные астрофизические чёрные дыры звёздной массы распространены по всей галактике, часто в результате мощного коллапса массивной звезды, в то время как сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД) может скрываться в ядре всех галактик, кроме самых маленьких внешних.
Учёные Университета Лестера провели пятинедельное исследование СМЧД в далёкой сейфертовской галактике PG1211+143 в 2014 году, расположенной примерно в 1,2 миллиарда световых лет от нас, используя обсерваторию ESA XMM-Newton. Они обнаружили нелогичный приток, который добавил к окрестности чёрной дыры не менее 10 масс Земли.
Кольцо вещества, накапливающееся вокруг чёрной дыры, было впоследствии идентифицировано по его гравитационному красному смещению.
В заключительной части этой истории сообщается о мощном новом потоке со скоростью 0,27 от скорости света, запущенном через несколько дней позже, когда гравитационная энергия, высвобождаемая при приближении кольца к чёрной дыре, нагревает вещество до нескольких миллионов градусов, а радиационное давление вытесняет любой избыток.
Профессор Кен Паундс из Школы физики и астрономии Университета Лестера, ведущий автор трёх статей, прокомментировал: «Установление прямой причинной связи между массивным, кратковременным притоком и результирующим оттоком открывает увлекательную перспективу наблюдения за ростом СМЧД путём регулярного мониторинга горячих, релятивистских ветров, связанных с аккрецией новой материи».
PG1211+143 была целью рентгеновских астрономов Университета Лестера, использующих обсерваторию ESA XMM-Newton с момента её запуска в декабре 1999 года. Ранней неожиданностью стал обнаруженный быстро движущийся, нелогичный отток со скоростью 15% от скорости света (0,15c) и мощностью, достаточной для нарушения формирования звёзд (и, следовательно, роста) в галактике-хозяине. Более поздние наблюдения показали, что такие ветры являются общим свойством светящихся АЯГ.
Наличие одновременных ультрафиолетовых потоков от обсерватории Neil Gehrels Swift, миссии NASA, в которой Лестер является хостингом для Британского центра научных данных Swift, было и остаётся критически важным для понимания процесса аккреции в СМЧД.
Предоставлено:
Университет Лестера