Чёрные дыры сами себе готовят пищу, выяснили астрономы

Астрономы провели ключевое исследование, которое показало, что самые массивные чёрные дыры во Вселенной могут сами готовить себе пропитание. В процессе наблюдения за семью скоплениями галактик с помощью рентгеновского телескопа «Чандра» и оптического телескопа VLT в Чили были получены новые доказательства того, что вспышки из чёрных дыр могут охлаждать газ, необходимый для их собственного питания и дальнейшего роста.

Источник изображения: NASA

Как известно, массивные галактики в центрах скоплений содержат огромные чёрные дыры, которые поглощают пыль и газ в диске аккреции, что ведёт к выбросу энергии с их полюсов в виде джетов. Ранее была представлена модель, которая предполагала наличие обратной связи между выбросами энергии и поступлением газа в чёрную дыру. Согласно этой модели, джеты и другое интенсивное излучение от чёрной дыры (от центральной перегретой области диска аккреции) отбрасывают пыль и газ из центра галактики и даже далеко за её пределы.

Наблюдения показали, что модель питания с обратной связью имеет право на жизнь. На снимке выше показаны два скопления галактик из семи изученных: слева — Персея, справа — Центавра. Фиолетовые струи — это исходящее от чёрных дыр рентгеновское излучение (свет от нитей перегретого газа). Розово-красные нити на изображении получены Очень большим телескопом в Чили в оптическом и инфракрасном диапазонах. Эти нити изображают тёплый (остывающий) газ.

Анализ данных помог связать нити горячего и холодного газов, показав, что их яркость и архитектура взаимосвязаны. Вылетающее из чёрных дыр мощное излучение вызывает турбулентность в окружающем газе, заставляет его охлаждаться, а затем этот газ возвращается в чёрные дыры в виде новых порций питания. И так по кругу. Более того, открытие дало новое понимание того, что этот механизм важен не только для чёрных дыр, но также для запуска процесса рождения новых звёзд в галактиках.

Достигнутый прогресс стал возможен благодаря инновационной технологии, которая изолирует горячие нити в рентгеновских снимках «Чандры» от других структур, включая большие полости в горячем газе, создаваемые струями чёрной дыры.

Наконец, обнаруженная взаимосвязь между горячими и холодными нитями проявляет удивительное сходство с той, что обнаружена в хвостах галактик-медуз. За такими галактиками тянутся огромные газопылевые хвосты по мере их прохождения через пространство. Это сходство раскрывает неожиданную космическую связь между двумя объектами и подразумевает, что в этих объектах происходит схожий процесс.