Астрономи знайшли протилежні диски у надмасивної чорної діри

Вчені виявили в галактиці NGC 1068 два газопильові тори навколо центральної надмасивної чорної діри, причому вони обертаються в протилежні сторони. Це перше пряме свідчення подібної конфігурації поблизу чорних дір. Взаємодія таких компонент може призводити до різкого збільшення темпу акреції на центральне тіло і ефективного набору маси чорною дірою, пишуть вчені в.

Сьогодні вважається, що в центрі всіх великих галактик знаходиться надмасивна чорна діра. Більш того, якщо центр галактики проявляє помітну активність, то це також пов'язано з чорною дірою, а саме падінням речовини на неї з перетворенням гравітаційної енергії в інші види.

Більшість спостережних даних про активні ядри галактик (АЯГ) вдається пояснити в рамках теоретичної моделі, яка передбачає кілька компонентів. У центрі розташовується надмасивна чорна діра, гравітація якої управляє рухом всіх навколишніх тіл, чорну діру оточує хмара гарячого газу, а за ним - газопильовий тор з помітною концентрацією молекул.

Залежно від орієнтації системи щодо проміння зору ми можемо безпосередньо бачити гарячий газ у вигляді розширених через високі хаотичні швидкості ліній випромінювання або лише минуле крізь тор випромінювання, яке частково поглинається в нім. Якщо видно центральну частину, то говорять про АЯГ першого типу, а в іншому випадку - другого.

У роботі астрономів з Чилі, США, Канади, Німеччини, Великобританії та Італії під керівництвом Віолетти Імпелліцері (Violette Impellizzeri) з Національної радіоастрономічної обсерваторії США аналізуються нові спостереження ядра галактики NGC 1068 телескопом міліметрового діапазону ALMA. Цей об'єкт являє собою один з найбільш близьких АЯГ другого типу, а докладні дослідження цього об'єкта лягли в основу єдиної моделі.

Попередні дослідження ядра NGC 1068 показали складну кінематику газу на масштабі близько 10 парсек, а також наявність викидів речовини з центру зі швидкістю до 450 кілометрів на секунду. Нові спостереження з просторовою роздільною здатністю в 1,4 парсека дозволили розібратися в рухах газу в безпосередній близькості від чорної діри - виявилося, що навколо неї розташовано два обертаються в різні боки диска.

Внутрішній диск розташовується на відстані від 0,5 до 1,2 парсек від чорної діри, в той час як зовнішній простягається до 7 парсек. Рух газу внутрішнього диска відповідає кеплерівським швидкостям поводження навколо чорної діри і збігається з кінематикою вже спостерігалися в цій системі водяних мегамазерів - протяжних космічних джерел когерентного випромінювання. Зовнішній диск також крутиться відповідно до законів Кеплера, але швидкості частинок у ньому спрямовані в протилежний бік.

Закон збереження моменту імпульсу перешкоджає виникненню протилежних дисків внаслідок одного акта випадання речовини. Така ситуація також не очікується в результаті еволюції і викривлення диска. Автори приходять до висновку, що зовнішній диск повинен був утворитися з газу, який потрапив в цю область незалежно від речовини ближче до чорної діри і, швидше за все, після нього. Також вчені відзначають, що напрямок обертання зовнішнього диска також протилежний руху тора на масштабі 100 парсек і в цілому руху галактики на масштабі кілопарсек.

Протиповіщення загалом не є винятковим явищем у космосі. Однак раніше подібне спостерігалося в зливних галактиках, у разі яких просторовий масштаб потоків на порядки більший. За оцінками авторів, коли диски NGC 1068 почнуть стосуватися один одного, зовнішній сколапсує за час порядку одного орбітального періоду, тобто 30000 років, що дуже швидко для подібних процесів. Це призведе до різкого підвищення аккреції на чорну діру і збільшення її маси - така хаотична акреція вважається одним з можливих механізмів швидкого зростання надмасивних чорних дір, які набрали масу приблизно в мільярд сонячних вже за перший мільярд років існування Всесвіту.

Нещодавно вчені з "ясували, що надмасивні чорні діри позбавляють карликові галактики нових зірок, а активність ядер галактик може зростати за кілька місяців. Також астрономи знайшли систему, яка в майбутньому стане потрійною надмасивною чорною дірою.