24.02.2015 | Наука

Астрономы подтвердили существование сильнейших ветров, исходящих от сверхмассивных черных дыр

Сверхмассивные чёрные дыры – объекты, обладающие множеством загадочных характеристик. Как правило, они расположены в центре галактик и их масса может превышать массу Солнца в миллиард раз.

Наблюдения, выполненные с помощью космических телескопов NASA и ESA, помогли исследователям понять такое явление, как мощные космические ветра, производимые этими чёрными дырами: в секунду они несут больше энергии, чем испускает триллион солнц.

Многие астрономы полагают, что сверхмассивные чёрные дыры находятся в центре большинства крупных галактик, включая Млечный Путь. Чёрные дыры постепенно развиваются, и их рост может влиять на эволюцию галактики. Частично этот эффект связан с порождаемыми чёрными дырами сильными ветрами. Конечно, это не классические земные ветра (движение воздушных масс), а потоки межзвёздного вещества.

Ключ к пониманию природы этих ветров – интенсивные рентгеновские лучи. Наблюдение за ними и позволило астрономам лучше понять природу галактических ветров.

Главный вывод наблюдений заключается в том, что ветры "дуют" во всех направлениях от сверхмассивных чёрных дыр. Это было обнаружено благодаря данным американского космического рентгеновского телескопа NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), который наблюдает за высокоэнергетическими рентгеновскими лучами, а также данным европейского телескопа XMM-Newton, наблюдающего за рентгеновскими лучами низких энергий.

Ветра, потоки которых образуют сферы, были обнаружены во время наблюдений за квазаром PDS 456 – чрезвычайно ярким галактическим ядром, расположенным на расстоянии в 2 миллиарда световых лет от Земли. Телескопы обращались к нему пять раз в 2013 и 2014 годах и измеряли ветра, движущиеся с одной третью скорости света и излучающие рентгеновские лучи с энергией большей, чем триллион солнц.

"Изучение квазара PDS 456 для астронома – это всё равно, что для палеонтолога наблюдения за живым динозавром, – объясняет известный физик Дэниел Стерн (Daniel Stern) из Лаборатории реактивного движения NASA. – Этот объект даёт нам возможность взглянуть на то, какой Вселенная была около 10 миллиардов лет назад".

Существование таких невероятно быстрых и сильных ветров было предсказано теоретиками давно, но именно в ходе последних наблюдений астрономы получили первые доказательства.

Ранее телескоп XMM-Newton помог обнаружить в спектрах приходящего света "подпись" атомов железа. С их помощью учёные установил, что ветра исходят от полюсов чёрной дыры, но не в виде пучков, а образуя сферические фигуры. Новые же наблюдения с помощью космических телескопов продемонстрировали не только то, что ветра дуют во всех направлениях, но и позволили учёным изучить форму потоков, силу и скорость ветров, что даёт представление об эволюции галактик.

По мнению астрономов, эти ветра "выдувают" из галактик газ, тем самым уменьшая их способность рождать новые звёзды. Поняв природу этих ветров, учёные смогут измерять и прогнозировать это "торможение".

В статье журнала Science исследователи добавляют, что это исследование является ещё одним косвенным доказательством недавно возникшей теории. Она гласит, что сверхмассивные чёрные дыры эволюционируют вместе со своими галактиками, регулируя их развитие.

Форма потоков ветра и его влияние на процесс звёздообразования дают основания предполагать, что PDS 456 может определённым образом влиять и на соседние галактики. Вероятно, это утверждение также будет верно и в отношении других сверхмассивных чёрных дыр, в том числе для объекта Стрелец A* в центре нашей собственной галактики Млечный Путь.

По публикациям UkrNet