Астрономы изучили неожиданно «пассивную» сверхгигантскую черную дыру
Наука

Астрономы изучили неожиданно «пассивную» сверхгигантскую черную дыру

22 марта 2024 года, 11:52

Черные дыры в центрах галактик играют важнейшую роль в их развитии, поддерживая звездообразование и нагревая колоссальные объемы космического газа. Но не все они справляются со своими обязанностями: астрономы завершили исследование гигантской сверхмассивной черной дыры, которая, похоже, слишком «ленива» для своих габаритов. И на первый взгляд совершенно неясно, почему.

Объектом нового исследования, проведенного с помощью рентгеновского телескопа «Чандра», стал один из ближайших к Земле квазаров — H1821 + 643В. Впрочем, «ближайший» — понятие относительное, ведь речь идет о расстоянии в 3,4 миллиарда световых лет. Там, в центре иной галактики, была обнаружена черная дыра массой примерно в четыре миллиарда солнц.

Чтобы изучить ее, астрофизикам пришлось тщательно убирать рентгеновские блики квазара, настолько мощные, что они «заслоняли» даже свечение огромного количества газа, окутавшего черную дыру. Но результат стоил того.

Оказалось, что сверхгигантская черная дыра, несмотря на свои монструозные габариты, оказывает весьма незначительное влияние на галактику вокруг. «Мы обнаружили, что квазар в нашем исследовании, по-видимому, утратил большую часть контроля, налагаемого более медленно растущими черными дырами. Аппетит черной дыры совершенно не соответствует ее влиянию», — отметила глава исследования Хелен Рассел из Ноттингемского университета.

В ходе наблюдений обнаружилось, что плотность газа вблизи квазара намного выше, а температура намного ниже, чем в более удаленных от центра регионах галактики. Другими словами, черная дыра не может ни разогнать плотные облака, ни хотя бы достаточно прогреть их. Из-за этого холодный газ скапливается в центре галактики, превращаясь в постоянный источник «пищи» для ленивого гиганта.

Перед тем как стать очередной порцией «топлива» для черной дыры, газ (прибывающий со скоростью 3000 масс Солнца в год), остывает до такой степени, что его даже не видно в рентгеновских лучах. Зато он служит отличным материалом для образования новых звезд — на 120 солнечных масс ежегодно.

Пытаясь найти причину такой неожиданной «лени» черной дыры, команда астрофизиков выдвинула несколько предположений. Возможно, именно излучение квазара непосредственно вызывает охлаждение громоздящихся там облаков: фотоны света от аккреционного диска черной дыры могут сталкиваться с электронами горячего газа, забирая у них энергию (то есть тепло). Но такой механизм слишком слаб, чтобы объяснить наблюдаемое охлаждение такого масштаба.

«Хотя эта черная дыра может быть с низкими показателями развития из-за того, что не накачивает окружающую среду теплом, текущее положение дел, вероятно, не будет длиться вечно. В конечном итоге быстрое поступление топлива в черную дыру должно увеличить мощность ее струй и сильно нагреть газ. Затем рост черной дыры и ее галактики должен резко замедлиться», — резюмировал коллега доктора Рассел по университету и соавтор исследования Томас Брэбен.