Астрономы сделали окрестность черной дыры видимой / Сталкивающиеся спиральные галактики в Arp 271 [Наука/Космос]

Изображение квазара (слева вверху); излучение от аккреционного диска вокруг чёрной дыры затмили пылевые облака (справа вверху), но добавление поляризованного фильтра скрывает облака и открывает настоящие цвета аккреционного диска (снизу). (M. Kishimoto/M. Schartmann)

Международной группе исследователей под руководством Макото Киcимото (Makoto Kishimoto) из Института радиоастрономии Макса Планка впервые удалось получить подробное изображение аккреционного диска - материи, окружающей черную дыру. В результате были проверены теоретические расчеты спектра его излучения. Работа опубликована в журнале Nature.

Ученые отфильтровали свет, испускаемый объектами вблизи черной дыры, и оставили видимым только часть аккреционного диска. Изучив спектр полученного излучения, ученые сравнили его с теоретическими предсказаниями. Результат показал хорошее согласование с теорией.

В основе схемы фильтрации лежит так называемое явление поляризации - нарушения симметрии в распределении возмущений в сечении поперечной волны. Дело в том, что свет, испускаемый космическими объектами, не является поляризованным. Однако излучение вещества, находящегося достаточно близко к черной дыре, прежде чем уйти в открытый космос успевает отразиться от горячей материи аккреционного диска и приобрести поляризацию. Выбрав фильтр, пропускающий только определенным образом поляризованный свет, ученые добились того, что окрестность черной дыры стала отчетливо видна.

Для своего исследования астрономы использовали оптические данные с Британского инфракрасного телескопа (United Kingdom Infrared Telescope). Кроме этого использовались данные о поляризации, полученные телескопом VLT (Very Large Telescope), расположенном в обсерватории в Чили.

В рамках исследования астрономы наблюдали квазары – источники сильного электромагнитного излучения. Согласно современным теориям, эти объекты представляют собой активные ядра молодых галактик. Они состоят из сверхмассивной черной дыры, окруженной диском межзвездного газа. Перед тем как быть “съеденным”, газ разгоняется до околосветовых скоростей. При этом он начинает интенсивно излучать. Именно это электромагнитное излучение и регистрируется астрономами как излучение квазара.

Сталкивающиеся спиральные галактики в Arp 271

Пояснение: Что произойдет в будущем с этими галактиками? В настоящее время спиральные галактики NGC 5426 и NGC 5427 проходят на очень опасном расстоянии друг от друга, однако, считается, что они выживут в процессе слияния. В большинстве случаев, когда галактики сливаются, это означает, что бóльшая поглощает меньшую галактику. Однако в случае галактик NGC 5426 и NGC 5427 они обе раскинули широко свои длинные спиральные рукава около компактного ядра. В течение следующих нескольких десятков миллионов лет звезды, наполняющие эти галактики, вряд ли будут сталкиваться. Зато в результате действия приливных гравитационных сил будет сгущаться газ, и будут образовываться новые звезды. На сегодняшней картинке помещено изображение, полученное на 8-метровом телескопе Джемини-Юг, расположенном в Чили. На изображении видно, что два гиганта сейчас соединяет мост вещества. Две галактики носят общее имя Arp 271 и являются взаимодействующей парой, общей протяженностью около 130 тысяч световых лет. Галактики находятся на расстоянии 90 миллионов световых лет от нас в направлении на созвездие Девы. Очень возможно, что наша Галактика испытает похожее столкновение с соседней галактикой Андромеды через какие-то пять миллиардов лет.

Авторы: Обсерватория Джемини, GMOS-Юг,

Фонд поддержки научных исследований США

Перевод: Колпакова А.В.