Астрономы использовали сеть радиотелескопов VLA для создания первого прямого изображения пылевой структуры в форме пончика, окружающей сверхмассивную черную дыру в ядре одной из самых мощных радиогалактик во Вселенной - структуры, постулированной теоретиками почти четыре десятилетия назад как важный элемент таких объектов.
Исследователи изучили Лебедя А, галактику на расстоянии 760 миллионов световых лет от Земли. В ядре галактики есть черная дыра, которая в 2,5 миллиарда раз массивнее Солнца. Поскольку мощное гравитационное притяжение черной дыры притягивает окружающее вещество, оно также приводит к тому, что сверхбыстрые потоки вещества движутся наружу почти со скоростью света, создавая эффектные «пятна» яркого радиоизлучения.
«Центральные двигатели», приводимые в действие черными дырами, производящими яркое излучение на разных длинах волн, и потоки, распространяющиеся далеко за пределы галактики, являются общими для многих галактик, но при наблюдении они имеют разные свойства. Эти различия привели к разным названиям, таким как квазары, блазары или сейфертовские галактики. Чтобы объяснить различия, теоретики построили «унифицированную модель» с общим набором признаков, которые имели бы различные свойства в зависимости от угла, под которым они наблюдаются.
Унифицированная модель включает в себя центральную черную дыру, вращающийся диск падающего вещества, окружающего черную дыру, и потоки, устремляющиеся из полюсов диска. Кроме того, чтобы объяснить, почему один и тот же тип объекта выглядит по-разному, если смотреть под разными углами, прикреплен толстый пыльный тор, окружающий внутренние части. Если смотреть сбоку, то тор скрывает некоторые особенности, что приводит к видимым различиям в отношении наблюдателя даже в случае внутренне похожих объектов. Астрономы обычно называют этот набор свойств активным ядром галактики (АЯГ).
«Тор является важной частью явления АЯГ, и есть свидетельства таких структур в соседнем активном ядре с меньшей яркостью, но мы никогда не видели его непосредственно в такой четко излучающей радиогалактике». Тор помогает объяснить, почему объекты, известные под разными именами, на самом деле одинаковы и наблюдаются с разных точек зрения», - сказал Крис Карилли из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO).
В 1950-х годах астрономы обнаружили объекты, которые сильно излучали радиоволны, но выглядели как точки, похожие на далекие звезды, когда позже наблюдали с помощью оптических телескопов. В 1963 году Мартен Шмидт из Калифорнийского технологического института обнаружил, что один из этих объектов очень далек, и вскоре было много подобных открытий. Чтобы объяснить, как эти объекты, называемые квазарами, могут быть такими яркими, теоретики предположили, что они должны излучать огромную гравитационную энергию сверхмассивных черных дыр. Комбинация черной дыры, вращающегося диска, называемого аккреционным диском и газа была описана как «центральный двигатель», ответственный за разряд энергии этих объектов.
Тот же тип центрального двигателя также появился в качестве объяснения работы других типов объектов, включая радиогалактики, блазары и сейфертовские галактики. Тем не менее, каждый из них показал свой набор свойств. Теоретики работали над созданием «модели объединения», чтобы объяснить, как одни и те же вещи могут выглядеть по-разному. В 1977 году один из элементов этой схемы было предложено скрыть пылью. В статье 1982 года Роберт Антонуччи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре представил рисунок непрозрачного тора, окружающего центральную часть. С этого момента покрытие тора стало общей чертой единого взгляда астрономов на все типы активных ядер галактик.
Прямые наблюдения телескопом VLA выявили газ в торе Лебедя А, радиус которого почти 900 световых лет. Длительное моделирование тора предполагает, что пыль находится в облаках, погруженных в газ.
Подробнее:
https://public.nrao.edu/news/key-feature-powerful-radio-galaxies/
Источник: Национальная Радиоастрономическая Обсерватория США (NRAO)