У гигантской черной дыры первый раз увидели края аккреционного диска
Изучение аккреционных дисков — верных спутников сверхгигантских черных дыр — является одним из самых эффективных способов исследования самих черных дыр, а также эволюции их галактик-хозяев. Проблема в том, что из-за огромных расстояний и относительно небольших размеров зафиксировать эти диски почти невозможно, но команда Международной обсерватории Gemini нашла способ решить проблему.
Астрономы провели спектральный анализ света, излучаемого изнутри диска, чтобы охарактеризовать его размер и поведение. Для этого они использовали телескоп Gemini North (одну из двух «половинок» обсерватории) и впервые в истории обнаружили две эмиссионных линии в ближнем инфракрасном диапазоне в аккреционном диске галактики III Zw 002, установив новое ограничение на характеристики этих ярких структур. Результаты исследования были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Во вращающемся вихре аккреционного диска, где ионизированный газ находится под мощнейшим гравитационным воздействием и движется со скоростью тысячи километров в секунду, линии излучения разбиваются на десятки и сотни мелких пиков. А область аккреционного диска, где эти линии берут начало, называется «широколинейной областью».
Внешняя граница этой широколинейной области ранее никогда не наблюдалась. Но два пика, обнаруженных в ходе спектроскопического анализа — в линиях H-альфа и H-бета (двух линиях излучения атомов водорода, которые проявляются в видимом диапазоне) — дают четкий и «осязаемый» профиль значительной части диска.
«Раньше мы не знали, что III Zw 002 имеет такой двойной пик, но когда мы сократили данные, мы увидели двойной пик очень четко. На самом деле, мы много раз сокращали данные, думая, что это может быть ошибкой, но каждый раз видели один и тот же потрясающий результат», — отметил сотрудник Бразильской национальной астрофизической лаборатории Родригес-Ардила.
Эти наблюдения не только подтверждают теоретическое присутствие аккреционного диска, но и способствуют пониманию астрономами деталей его внутреннего устройства. «Впервые обнаружение таких профилей с двойным пиком накладывает жесткие ограничения на геометрию области, которую иначе невозможно определить. И теперь у нас есть четкие свидетельства процесса "питания" и особенностей внутренней структуры активной галактики», — добавил ученый.
После данного открытия исследователи намерены продолжать наблюдение за III Zw 002 в ожидании, что аккреционный диск будет следовать схеме прецессии вокруг сверхмассивной черной дыры. Иными словами, астрофизиков интересует, как профиль диска будет меняться со временем. В перспективе обнаружение конкретных линий излучения рядом с черной дырой поможет раскрыть причины их образования и зарождения вокруг галактик.
