Что происходит глубоко в центрах активных галактик, рядом со сверхмассивными черными дырами, питающимися их окружением? Новое исследование использует инфракрасные наблюдения для изучения этой внутренней области одной из активных галактик.
Газ и пыль в активных ядрах галактик
Мы знаем, что активные ядра галактик (AЯГ) состоят из сверхмассивной черной дыры, аккрецирующей окружающее вещество и ярко светящейся в электромагнитном спектре. Однако структура газа и пыли вокруг черной дыры, а также причины различных выбросов, которые мы наблюдаем, остаются предметом обсуждения.
Десятилетия назад ученые предположили, что АЯГ типа 1 и типа 2 - две разные категории активных галактик с разными наблюдательными свойствами - могут быть одними и теми же объектами, если смотреть под разными углами. Эта схема объединения основана на наличии пылевого тора - надутой пылевой структуры около черной дыры. В этой модели тор закрывает внутренний газ, который производит линии излучения под определенными углами обзора, изменяя внешний вид АЯГ в зависимости от его ориентации.
Однако недавние инфракрасные исследования поставили под сомнение эту точку зрения. Используя мощные телескопы среднего инфракрасного диапазона, ученые внимательно изучили внутренние области активных галактик на расстояниях в несколько сотен световых лет - и вместо того, чтобы выявить затемняющий пылевой тор, эти наблюдения показали полярные пылевые структуры.
В поисках далекой пыли
Как можно объяснить эти наблюдения? У теоретиков есть решение: в модели дискового ветра пыль около черной дыры расположена в горячем экваториальном диске, а не в торе. Радиационное давление выдувает часть этой пыли с полюсов в более прохладные ветры, создавая полярные структуры, которые ученые наблюдали при наблюдениях в среднем инфракрасном диапазоне. Наблюдения ведутся с дисковой и ветровой площадки.
Экваториальный диск в этой модели состоит из слишком маленьких частиц пыли, которые раньше невозможно было наблюдать в среднем инфракрасном диапазоне. Но появился GRAVITY - новый инструмент на интерферометре Very Large Telescope (VLT), который работает в ближнем инфракрасном диапазоне. Это делает его идеальным инструментом для поиска очень горячей пыли, которая может находиться в диске вокруг центра АЯГ.
В новом исследовании, проведенном Джеймсом Лефтли (Саутгемптонский университет, Великобритания; Университет Лазурного берега, Франция; ESO, Чили), группа исследователей использовала GRAVITY для наблюдений галактики с активным ядром ESO 323-G77.
Вникание в суть вопроса
Путем тщательного анализа и моделирования Лефтли и его коллеги интерпретируют свои наблюдения в масштабах меньше светового года (для объекта на расстоянии в сотни миллионов световых лет!). Наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне подтверждают существование протяженного диска горячей пыли, выровненного по экватору. Масштаб этого диска точно соответствует размерам, предсказанным моделями дискового ветра.
Хотя данные все еще слишком скудны и зашумлены, чтобы исключить тор в пользу модели дискового ветра, эти наблюдения представляют собой важный шаг в понимании того, как пыль может распределяться в центре активных галактик.
Источник: AAS
