Астрономи використовували космічний телескоп Джеймса Вебба, щоб спостерігати центральну область Галактики Цирк, відносно сусідню активну галактику, розташовану на відстані 13 мільйонів світлових років від нас. Нові дані показують, що надмасивна чорна діра в ядрі галактики переважно поглинає навколишній пил і газ, а не викидає їх потоками, як вважалося раніше. Це відкриття кидає виклик існуючим моделям функціонування активних галактичних ядер і демонструє можливості передового інструментарію Вебба.
Розкриття прихованого ядра
Галактика Цирк, занесена в каталог як ESO 97-G13, давно привертає увагу дослідників через свої щільні хмари газу та пилу, що затемнюють світ. Наземним телескопам було важко пробитися через цю завісу, що ускладнювало детальне вивчення центральної чорної діри. Вебб подолав цю перешкоду, використовуючи спеціалізований висококонтрастний режим, званий інтерферометром з маскуванням апертури, який поєднує світло через маленькі отвори для створення інтерференційних візерунків.
Ця техніка фактично перетворила Вебба на мініатюрний інтерферометр, створюючи чітке зображення центрального механізму галактики. Аналіз показав, що більша частина інфрачервоного випромінювання походить від тороїдальної структури пилу, що живить чорну діру, а не від матеріалу, що витікає.
Як ростуть чорні діри
Надмасивні чорні діри ростуть, поглинаючи навколишню матерію. Ця речовина накопичується в тороїді навколо чорної діри, утворюючи обертовий акреційний диск. Тертя всередині цього диска нагріває його, викликаючи інтенсивне випромінювання, зокрема інфрачервоне світло. Нові дані Вебба підтверджують, що основним джерелом інфрачервоного світіння поблизу ядра галактики Цирк є внутрішня частина цього пилового тороїда, спростовуючи попередні припущення про домінування випромінювання.
«Це перший випадок, коли висококонтрастний режим Вебба використовувався для вивчення позагалактичного джерела», — сказав доктор Жульєн Жірард з Наукового інституту космічного телескопа.
Наслідки для майбутніх досліджень
Цей прорив відкриває шлях для більш детальних досліджень чорних дір в інших галактиках. Застосовуючи висококонтрастний режим Вебба до додаткових об’єктів, астрономи можуть створити більш повний каталог моделей випромінювання, щоб визначити, чи є поведінка галактики Цирк типовою чи винятковою. Статистична вибірка чорних дір необхідна для розуміння зв’язку між акреційними дисками, викидами та загальною потужністю цих об’єктів.
Результати, опубліковані в журналі Nature Communications, демонструють зростаючий потенціал інтерферометричних методів у космічній астрономії. За допомогою подальших запланованих спостережень Вебб розсуває межі нашої здатності бачити найприхованіші куточки Всесвіту. Команда сподівається розширити вибірку до кількох десятків чорних дір.
Зрештою, це дослідження забезпечує більш чітке розуміння механіки чорних дір і підкреслює трансформаційну силу нових інструментів спостереження в астрофізиці.
