За първи път асторноми получиха изображение на торуса (с форма на поничка с дупка, донът) прах и газ около черна дупка. Наблюдения с висока резолюци, направени с Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), разкриват въртящ се прахово-газов торус около активната супермасивна черна дупка в центъра на спиралната галактика Messier 77.
Астрономите знаят отдавна, че колкото по-масивна е галактиката, толкова по-масивна е централната черна дупка. Това звучи разумно, но галактиките домакини са 10 милиарда пъти по-големи от централните си черни дупки. Би трябвало да е трудно два обекта с толкова различни мащаб да се влияят пряко един от друг.
Как може да се развие подобна връзка? С цел да реши този проблем, д-р Масатоши Иманиши от Националната астрономическа обсерватория на Япония и съавтори използват наблюдения на ALMA на центъра на Messier 77, който се намира на приблизително 47 милиона светлинни години.
Централният регион на Messier 77 е активно галактическо ядро (AGN), което означава, че материята мощно пада към централната супермасивна черна дупка и излъчва интензивна светлина.
Д-р Иманиши и колеги получават изображения на района около супермасивната черна дупка с компактна газообразна структура с радиус 20 светлинни години. Те установяват, че компактната структура се върти около черната дупка, както се очакваше.
Изображението на разпределението на звездите е от космическият телескоп Хъбъл на НАСА / ЕСА. ALMA разкри разпределението на газа в самия център на галактиката. ALMA изобразява структура, подобна на подкова, с радиус 700 светлинни години и централен компактен компонент с радиус 20 светлинни години - газовият торус около активното галактическо ядро.
Екипът наблюдава специфични микровълнови емисии от молекулите циановодород (HCN) и формиловите йони (HCO +). Тези молекули излъчват микровълни само в плътен газ. Торусът около активно галактическо ядро е много гъст и стратегията на екипа дава резултат.
Интересното е, че разпределението на газа около супермасивната черна дупка е много по-сложно от това, което предлага един прост унифициран модел. Торусът е асиметричен, а ротацията не просто следва гравитацията на черната дупка, но и съдържа силно произволно движение. Тези факти съответстват на вероятно сливане с малка галактика.
Откритията на екипа се появяват в Astrophysical Journal Letters.
Свръхмасивни черни дупки съществуват в центъра на всяка галактика. За разлика от черните дупки, които се образуват при колапса на звезди, те имат колосална маса - милиони пъти по-голяма от нашето слънце. Свръхмасивните черни дупки периодически поглъщат звезди и другие небесни тела, прах и газ. Понякога част от погълната материя се изстрелва със вид на струи плазма (джетове), движеща се със скорост, близка до тази на светлината.
Тези изхвърляния са резултат от това, че черните дупки не могат да поглъщат материя в неограничени количества, смятат астрономите днес. Има някакъв лимит, който астрофизиците наричат граница на Едингтън, при достигането на който материята започва да се трупа в околностите на черната дупка във вид на гореща "поничка", акреционен диск. Не всички черни дупки се държат по този начин, обяснява Иманиши. Например обектът в центъра на нашата галактика - Sgr A - няма голям апетит, няма акреционен диск и джетове. Това как се образуват и защо губят апетит някои черни дупки или обратно - стават лакоми, е един от главните въпроси в астрономията.
Японскиете астрофизици сега направиха първата крачка към разкриването на тази загадка, като изследваха Messier 77 (в съзвездие Кит), една от близките съседки на Млечния път.
