V-kosmose.com

Астрономы узнали секрет изгнания материи из аккреционных дисков сверхмассивных черных дыр

Галактика NGC 4151 (слева) и крупный план центральной области той же галактики (справа). Круг на изображении справа ограничивает область истечения (область, из которой газ начинает свой путь, чтобы распространиться с очень высокой скоростью на большие расстояния). Предоставлено: Адамом Блоком / Университет Аризоны и Джуди Шмидт.

Галактика NGC 4151 (слева) и крупный план центральной области той же галактики (справа). Круг на изображении справа ограничивает область истечения (область, из которой газ начинает свой путь, чтобы распространиться с очень высокой скоростью на большие расстояния). Предоставлено: Адамом Блоком / Университет Аризоны и Джуди Шмидт.

Вы, наверное, слышали о том, что все, что вращается вокруг черных дыр, неизбежно втягивается в них.  Это неверно.

Много вещества «разбрызгивается» вслед за явлением, которое включает в себя так называемый аккреционный диск, то есть диск из материалов, плазмы и газа, вращающийся вокруг черной дыры, прежде чем провалиться в нее. В самом деле, материя, которая разбрызгивается, по количеству превосходит то, что содержится в самой черной дыре. Мы говорим, конечно, о сверхмассивных черных дырах, расположенных в центре галактик, которые легче всего идентифицировать именно потому, что вокруг них есть яркий аккреционный диск.

Количество «изгнанного» вещества может быть в 1 000 раз больше, чем захваченного. Традиционная модель, разработанная учеными, рассматривает две фазы, касающиеся накопления вещества в центральных областях активных галактик. Это касается тех галактик, у которых есть сверхмассивные черные дыры с их аккреционными дисками: фаза, в которой поток ионизированной материи с очень высокой скоростью выбрасывается из ядра и фаза, в которой более медленные молекулы вместо этого оказываются в ядре.

И эти две фазы стали предметом исследования, проведенного ученым Даниэлем Мэем из Института астрономии, геофизики и атмосферных наук (IAG-USP) Университета Сан-Паулу в Бразилии.

«Мы обнаружили, что молекулярная фаза, которая, кажется, имеет совершенно другую динамику, чем ионизированная фаза, также является частью оттока. Это означает, что гораздо больше материи уносится из центра, и активное ядро ​​галактики играет гораздо более важную роль в структурировании галактики в целом», - поясняет Мэй.

В частности, исследователь проанализировал две активные галактики: NGC 1068 и NGC 4151. В них обеих, по-видимому, очень разных галактиках, он выявил одну и ту же закономерность: аккреционный диск вокруг черных дыр в центре галактик изначально образует облако молекулярного газа, который затем схлопывается.

NGC 4151

NGC 4151

Этот диск начинает излучать фотоны, которые достигают очень высоких температур, выталкивая наружу почти все газы. Вместо этого небольшая часть газов поглощается диском и в конечном итоге улавливается черной дырой.

«Когда облако всасывается в диск, образуются две отдельные фазы: одна ионизируется из-за воздействия на диск, а другая является молекулярной и скрывается из-за его излучения. Мы обнаружили, что молекулярная часть полностью связана с ионизированной частью, известной как отток. Мы смогли связать две фазы газа, ранее считавшиеся отключенными, и адаптировать их морфологию в едином сценарии», - объясняет исследователь.

Образуется расширяющийся горячий пузырь, который может стать очень большим и быть с радиусом до 300 световых лет. Этот расширяющийся горячий пузырь отталкивает ионизированный газ все дальше и дальше, в то время как снаружи весь аккреционный диск кажется нам очень ярким пятном.