Международная группа астрономов, руководимая Конрадом Тристрамом из Института радиоастрономии Общества имени Макса Планка, получила самые детальные на данный момент снимки теплого скопления пыли в центре галактики, содержащей активную сверхмассивную черную дыру. Для этого хорошо подошла галактика Циркуля (ESO 97-G13) – ближайшая к нам Сейфертова галактика. Принадлежа к этому классу галактик, она одновременно содержит активное галактическое ядро, но все же остальная структура галактики хорошо различается и не тускнеет рядом с ядром. Расстояние до галактики составляет 13 миллионов световых лет, что делает ее ближайшей среди себе подобных.

В данной галактике удалось различить два кольца из пыли, сдуваемой из галактики мощным излучением активного ядра. При этом внешний разреженный диск эффективно блокирует большую часть излучения пыли внутреннего диска. Эта конфигурация заметно сложнее, чем классическое представление о сдуваемой пыли, представляющей собой один крупный и разреженный диск.

В активных галактических ядрах выделяется огромная энергия. Двигателем этого процесса является питание черной дыры и соответствующий разогрев обреченной или, наоборот, спасающейся на огромных скоростях материи. Результатом же является мощное излучение, в форме которого и выделяется выработанная энергия. Материя, падающая на черную дыру массой в миллионы или даже миллиарды солнечных, разогревается и легко может сделать невидимым излучение миллиардов звезд всей галактики. Впрочем, на ее основную структуру выделяемая энергия также оказывает непосредственное влияние. Активные галактические ядра – главный фактор в эволюции своих галактик и играют важную роль в определении облика всей Вселенной.

Используя интерферометр на базе Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории астрономы получили снимки максимально возможного разрешения для ядра галактики Циркуля. «Мы получили как минимум в два раза больше интерферометрических данных, чем для любой другой галактики, – говорит Тристрам. – Наши наблюдения делают галактику Циркуля самым хорошо изученным в оптической и инфракрасной части спектра внегалактическим источником». За счет использования двух телескопов из структуры Очень большого телескопа в качестве элементов интерферометра, удалось создать виртуальный телескоп апертурой 92 метра.

Купить VPN по доступным ценам можно на сайте: https://ggsel.net/

В случае с галактикой Циркуля удалось впервые показать, что излучение пыли в активном галактическом ядре имеет два источника, внутренний диск рядом с черной дырой и сильно вытянутый и разреженный внешний диск. Пыль внутреннего диска удаляется от дыры на расстояние до 1.5 световых лет и сильно вытянута в направлении полюсов черной дыры. Те же сведения были отдельно получены по линиям испускания воды. Внешний диск примерно в два раза больше внутреннего, а значит в нем содержится почти в десять раз больше пыли. В телескоп удается разглядеть только внутреннюю границу этого диска, освещаемую излучением из окрестностей черной дыры. Внешний диск также вытянут в полярном направлении. Его южная часть намного сильнее закрыта от нас другой пылью, из-за чего излучение пыли ядра представляется на Земле сильно несимметричным. «Из этого мы заключили, что перед нами внешний слой пыли, закрывающий центральную часть и ответственный за видимое искажение излучения ионизованных частиц, – говорит соавтор исследования Леонард Бюршер, сотрудник Института внеземной физики Общества Макса Планка. – Мы можем видеть только внутреннюю, хорошо освещенную часть диска, что не согласуется со многими теоретическими предположениями».

Похоже, существуют два типа активных галактических ядер. В первом мы можем видеть непосредственно аккреционный диск, во втором эта внутренняя часть, двигатель  активности центра галактики, закрыта от нас пылью. Это объясняется тором из пыли и газа, окружающего черную дыру дальше аккреционного диска. Тип активного галактического ядра при этом определяется ориентацией бублика из пыли. Часть галактик повернута к нам лицом, что позволяет увидеть аккреционный диск, часть же мы видим сбоку, так что падающий на дыру материал оказывается закрыт от нас внешней структурой, нагретой из-за активности дыры. В этом смысле есть лишь один тип активного ядра, а разделяется только его изображение на Земле. Бублик также участвует в создании активного галактического ядра, снабжая аккреционный диск материалом, который будет затем поглощен. Выяснение свойств тора из пыли, таким образом, связано с выяснением свойств активных галактических ядер и, в результате, галактик.

Несмотря на то, что полученное изображение тора намного четче всех предыдущих, остаются и загадки. Так, в торе и в полярных областях дыры газ нагрет до температуры около 30 градусов Цельсия. При этом при движении к центру галактики не наблюдается уверенного роста температуры, чего можно было бы ожидать при приближении к источнику нагревающего пыль излучения. Сосуществование компактного и яркого тора и вытянутого шлейфа пыли в полярных областях, обладающих одинаковой температурой, нельзя было ожидать, опираясь на теоретические построения.