Обнаружена галактика с «мертвой» черной дырой

Ученые Университета Тохоку в Японии обнаружили умирающее активное ядро галактики (АЯГ), в центре которого находится сверхмассивная черная дыра. Исследователи представили свое открытие на ежегодной конференции Американского астрономического общества. Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys dot org. Астрономы зафиксировали релятивистский джет, вырывающийся у галактики Arp 187, который является отличительным признаком присутствия активного ядра. Открытие было совершено с помощью комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array) и комплекса VLA (Very Large Array). Однако при дальнейших наблюдениях на разных длинах волн ученые не заметили активности в самом ядре галактики, что говорило о том, что АЯГ в Arp 187 уже потух. Как только АЯГ «умирает», видимые мелкие компоненты активного ядра становятся слабыми, потому что источники света затухают. Однако крупномасштабная область ионизированного газа в Arp 187 все еще видна, поскольку фотонам требуется около трех тысяч лет, чтобы добраться до края области. Это явление известно как световое эхо. Само ядро стало более чем в тысячу раз слабее во всех диапазонах волн.

АЯГ представляют собой ядра, в которых происходят процессы, выделяющие огромное количество энергии. Принято считать, что источником высокоэнергетического излучения являются сверхмассивные черные дыры, которые также порождают джеты.

Скорость вращения черной дыры является "регулятором громкости" ее радиоизлучения

Группа исследователей из Национальной астрономической обсерватории Японии, проведя статистический анализ данных о черных дырах, выяснила, что значение скорости вращения черной дыры играет одну из главных ролей в процессе формирования мощных высокоскоростных потоков материи, излучающих радиоволны и другие виды радиации в окружающее космическое пространство. Известно, что черные дыры поглощают свет и все другие формы излучения, что делает невозможным их прямое обнаружение. Однако, огромная гравитация черных дыр, которая зависит от их размеров и массы, производит сильные вторичные эффекты. Материя, которая приближается к горизонту событий черной дыры, измельчается и разогревается до высокой температуры, излучая в пространство огромное количество энергии. Эта энергия превращает окрестности черных дыр в самые яркие объекты во Вселенной, в так называемые "квазизвездные радио-источники" или квазары.

Однако, употребление термина квазар по отношению ко всем черным дырам не совсем верно, ведь всего 10 процентов известных квазаров излучают сильные потоки радиоволн. Сейчас ученым известно, что источником "громкости" таких квазаров является часть материи, которой удалось избежать поглощения черной дырой. Эта материя извергается в космос в виде высокоскоростных потоков, джетов, которые берут свое начало в районе полюсов черной дыры. Однако ученым еще не до конца понятно, почему джеты возникают у одной черной дыры, и их не наблюдается у другой черной дыры, имеющей сопоставимые размеры и массу.

Японские исследователи выдвинули предположение, что скорость вращения черной дыры может играть ключевую роль в процессах формирования джетов. Проведя анализ имеющихся данных, касающихся 8 тысяч известных квазаров, ученые определили концентрацию ионов кислорода [O III] в пространстве возле черной дыры и в окружающем ее диске материи. Концентрация ионов кислорода некоторым образом связана с массой и скоростью вращения черной дыры, и она оказалась в 1.5 раза выше у "громких" квазаров, чем у квазаров, не излучающих сильные радиоволны.

"Конечно, наш подход основан на некоторых ключевых предположениях. И это подразумевает, что вращение черных дыр может являться далеко не единственным фактором для дифференцирования радио-громких и радио-тихих квазаров" - пишут исследователи, - "Тем не менее, полученные нами результаты говорят о том, что скорость вращения нельзя исключать из уравнения, которое определяет "громкость" этих огромных космических монстров".