Астрономы использовали космический телескоп «Джеймс Уэбб» для наблюдения за центральной областью галактики Циркус, относительно близкой активной галактики, расположенной в 13 миллионах световых лет от нас. Новые данные показывают, что сверхмассивная чёрная дыра в ядре галактики в основном поглощает окружающую пыль и газ, а не выбрасывает их в потоках, как предполагалось ранее. Это открытие бросает вызов существующим моделям функционирования активных галактических ядер и демонстрирует возможности передовой аппаратуры «Уэбба».
Раскрытие скрытого ядра
Галактика Циркус, закаталогизированная как ESO 97-G13, давно привлекает внимание исследователей из-за плотных, заслоняющих облаков газа и пыли. Наземным телескопам было трудно проникнуть сквозь эту завесу, что затрудняло детальное изучение центральной чёрной дыры. «Уэбб» преодолел это препятствие, используя специализированный режим с высоким контрастом под названием маскирующий интерферометр апертуры, который объединяет свет через небольшие отверстия для создания интерференционных паттернов.
Эта техника фактически превратила «Уэбб» в миниатюрный интерферометр, создавая чёткое изображение центрального механизма галактики. Анализ показал, что большая часть инфракрасного излучения исходит из тороидальной структуры из пыли, питающей чёрную дыру, а не от вещества, вытекающего наружу.
Как растут чёрные дыры
Сверхмассивные чёрные дыры растут, поглощая окружающую материю. Эта материя накапливается в тороиде вокруг чёрной дыры, образуя вращающийся аккреционный диск. Трение внутри этого диска нагревает его, вызывая интенсивное излучение, включая инфракрасный свет. Новые данные, полученные с помощью «Уэбба», подтверждают, что основным источником инфракрасного свечения вблизи ядра галактики Циркус являются внутренние области этого пылевого тороида, опровергая прежние предположения о доминировании выбросов.
«Это первый случай, когда режим высокого контраста «Уэбба» был использован для изучения внегалактического источника», – заявил доктор Жюльен Жирар из Научного института космического телескопа.
Последствия для будущих исследований
Этот прорыв открывает путь для более детального изучения чёрных дыр в других галактиках. Применяя режим высокого контраста «Уэбба» к дополнительным объектам, астрономы могут составить более полный каталог моделей излучения, чтобы определить, является ли поведение галактики Циркус типичным или исключением. Для понимания взаимосвязи между аккреционными дисками, выбросами и общей мощностью этих объектов необходима статистическая выборка чёрных дыр.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, демонстрируют растущий потенциал интерферометрических методов в космической астрономии. Благодаря дальнейшим запланированным наблюдениям «Уэбб» расширяет границы наших возможностей видеть в самые скрытые уголки Вселенной. Команда надеется расширить выборку до нескольких десятков чёрных дыр.
В конечном счёте, это исследование даёт более чёткое понимание механики чёрных дыр и подчеркивает преобразующую силу новых наблюдательных инструментов в астрофизике.
