Всегда считалось, что сверхмассивные черные дыры поглощают горячий газ медленно и стабильно, но одна черная дыра собирается «закусить» обедом из холодного газа.
Сверхмассивные черные дыры представляют собой наиболее массивные объекты во Вселенной, и они, как известно, находятся в ядрах большинства галактик. Они могут быть массивнее в миллионы или даже миллиарды раз нашего Солнца, но не совсем ясно, каким образом они оказались настолько огромны.
Но после того как астрономы наблюдали с помощью Атакамского Большого миллиметрового / субмиллиметрового массива (ALMA) за галактикой Abell 2597, расположенной на расстоянии одного миллиарда световых лет от Земли, они неожиданно пришли к пониманию «питания» одной конкретной галактики, чудесно названной Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy.
Ключевым преимуществом ALMA является то, что он может обнаружить выбросы, исходящие от некоторых из самых холодных молекулярных облаков во Вселенной. Эти облака являются ключом к рождению звезд и, в данном случае, возможно, ключевым компонентом диеты сверхмассивной черной дыры. Наблюдая за этой конкретной галактикой, ALMA обнаружил холодные и плотные молекулярные облака, которые конденсируются из горячего межгалактического газа в скоплении галактик. Затем, как буря с дождем, холодный газ проливается внутрь черной дыры.
"Этот очень и очень горячий газ быстро охлаждается, конденсируется и выпадает в осадок таким же образом, как теплый и влажный воздух в атмосфере Земли порождает дождевые облака и осадки", - сказал астроном Трамбле, из Йельского университета и ведущий автор нового документа, который будет опубликован в журнале Nature 9 июня. "Несмотря на то, что до этого у нас имелись лишь теоретические предсказания, это одно из первых подобных наблюдений за хаотичным, холодным дождем, который питает сверхмассивную черную дыру. Интересно думать, что такой холодный дождь может прокормить черную дыру, масса которой в 300 миллионов раз больше, чем Солнце".
Команда Трамбле обнаружила три отдельных участка материала, каждый из которых массой около миллиона масс Солнца и размером десятки световых лет. В настоящее время они движутся по направлению к черной дыре со скоростью около миллиона километров в час. Эти отдельные облака могут быть обнаружены только тогда, когда они проходят перед звездами в ядре галактики, так что ALMA удалось измерить их массу и скорость, изучая тени на облаках.
Последующие наблюдения Very Long Baseline Array показали, что эти облака находятся очень близко к черной дыре на расстоянии всего 300 световых лет.
Хотя ALMA удалось обнаружить лишь три подобных облака, астрономы подозревают, что их может быть на самом деле тысячи, готовые быть поглощенными черной дырой.
Такого рода исследования очень важны, если мы хотим понять среду, окружающую сверхмассивную черную дыру. Ученые уже давно предполагали, что перегретый газ, непосредственно окружающий сверхмассивную черную дыру, питает её. Но загвоздка была в том, что у черных дыр просто не хватало бы времени, чтобы стать настолько массивными. Возможно, эти экстремальные космические ураганы из холодного газа обеспечивают огромное количество материала на протяжении всего жизненного цикла черной дыры.