При этом выяснилось, что, вопреки более ранним теориям о таком распределении, в действительности далеко не вся пыль концентрируется в торе вокруг ЧД. Основная её часть расположена над и под тором — над полюсами дыры.
Потоки более холодной пыли уносятся вверх и вниз от тора пыли более горячей, что постепенно поглощается СМЧД. (Здесь и ниже иллюстрации ESO, Digitized Sky Survey 2.)
За последние двадцать лет астрономы выяснили, что почти все галактики имеют в своём центре сверхмассивную чёрную дыру (СМЧД), поглощающую пыль из галактического ядра. Делающие это энергичнее всего являются центрами активных ядер галактик (АЯГ), усиленно излучающих в разных диапазонах. Их окружают облака пыли в форме тора, формирующиеся в целом по тем же принципам, по которым вода образует маленький водоворот у сливного отверстия ванны или в точке, где через неё только что прошло весло.
Сегодня считается, что основная часть инфракрасного излучения от АЯГ рождается именно в этих торообразных пылевых облаках.
Однако теперь «Очень большой телескоп» недвусмысленно показал, что в галактике с АЯГ, известной как NGC 3783, сложилась несколько более сложная картина. Хотя пыль в торе вокруг ЧД и в самом деле излучает, будучи нагретой до 700–1 000 °С, в действительности выше и ниже тора есть огромные количества более холодной, но тоже в некоторой степени излучающей пыли, каким-то образом отбрасываемой от чёрной дыры.
Себастьян Хёниг (Sebastian Hönig) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США), ведущий автор рассматриваемой работы, поясняет: «Впервые мы смогли скомбинировать детальные наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне, показывающие относительно холодную пыль комнатной температуры, и столь же детальные наблюдения очень горячей пыли вокруг тех же активных ядер галактик». Наложение комбинированных данных одинаковой детализации не оставляет сомнений в том, чтó именно удалось зафиксировать астрономам.
И несомненность этой информации очень важна — ведь подобные наблюдения решительно противоречат нашим представлениям о том, как именно развиваются процессы вокруг ЧД. Чуть меньше уверенности — и можно было бы сослаться на неполноту наблюдений. Теперь, однако, придётся пойти по другому пути, а именно существенно пересмотреть теоретические представления на сей счёт.
По меркам окрестностей активных ядер галактик (то есть активно поедающих пыль СМЧД) новооткрытая пыль «комнатных температур» довольно холодна, а её восходящие потоки «над» и «под» ЧД напоминают холодный ветер, исходящий вовне от чёрной дыры. Как предполагают астрономы, по мере того как СМЧД разогревает пыль в диске вокруг себя, излучённая ею радиация отбрасывает более далёкие пылинки в стороны от ЧД, образуя эти сравнительно холодные потоки — «прохладный ветер»:
Такова идея в общих чертах, но детали остаются невыясненными. Как именно ЧД умудряется сочетать поглощение пыли с её отталкиванием? Почему со временем пыль не перестаёт поступать в регион рядом с ЧД?.. Ответить на эти вопросы смогут только будущие исследования.
Спиральная галактика с перемычкой NGC 3783, отстоящая от нас на 130 млн световых лет, хорошо различима в центре снимка.
Всё это, между прочим, значит, что модели роста и развития СМЧД требуют пересмотра и включения в себя такого фактора, как увеличивающееся, по мере роста активности ЧД, отталкивание пыли излучением от пылевого тора, окружающего эти объекты.
Отчёт об исследовании опубликован в издании Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
Подготовлено по материалам Европейской южной обсерватории.
