2 грудня дослідники з Асоціації університетів космічних досліджень (USRA) оголосили, що стратосферна обсерваторія інфрачервоної астрономії NASA SOFIA зафіксувала вкрай незвичну чорну діру. Її поведінка руйнує всі раніше побудовані космологічні моделі.
Астрономи досліджують процес формування нових зірок в далеких галактиках, відзначаючи ознаки наявності нагрітого зірками газу — іонізованого вуглецю. Але обсерваторія SOFIA виявила, що й активні чорні діри здатні нагрівати цей газ. Заведено вважати, що іонізований вуглець утворюється лише при зародженні зірок, але результати спостереження не вписуються в класичні космологічні моделі, а це означає, що потрібно переглянути роль чорних дір в галактиках.
Чорні діри вже за своєю природою вважаються дуже химерними формуваннями — сила гравітації в них настільки велика, що навіть світло не може вирватися назовні. І в активному стані вони поглинають пил та газ, але частина поглиненого матеріалу викидається назад в простір у вигляді високоенергетичних струменів.
Зазвичай такі струмені орієнтовані перпендикулярно стосовно рідної галактики та не зачіпають її. Але обсерваторія SOFIA виявила чорну діру, яка вистрілює прямо у свою ж галактику. Цей струмінь нагріває газ навколо галактичного центру, що сильно нагадує вогнище зародження нових зірок.
Художня інтерпретація викидів з активною чорної діри: «стандартний» перпендикулярний викид (ліворуч) та викид у свою ж галактику HE 1353-1917 (праворуч). Для ілюстрації використовувалося зображення спіральної галактики, отриманого з космічного телескопа Габбл.
«Орієнтація струменя чорної діри дуже своєрідна, — розповіла Ірина Смирнова-Пінчукова, науковий співробітник німецького Інституту астрономії імені Макса Планка в Гейдельберзі. - Вона перетворює все навколо так само, як це роблять новонароджені зірки, але одні зірки не можуть викликати подібне явище».
Процес зоряного формування відбувається в глибині пилових та газових хмар. Його не видно у видимій частині спектру, але інфрачервоне світло пробивається крізь хмари та показує те, що там відбувається. І обсерваторія SOFIA може спостерігати за цим процесом. Але навіть найпотужніші телескопи не здатні розгледіти деталі в дуже далеких галактиках. Замість цього вони полюють за сигнатурами газу іонізованого вуглецю, що є показником зародження нових зірок.
Але не все так просто. Команда використовувала SOFIA для вивчення 5-ти найближчих галактик з активними чорними дірами. Виявилося, що в осередках з найнижчою швидкістю зоряного народження знаходиться найбільша кількість іонізованого вуглецю. Якщо точніше, то його в 10 разів більше, ніж в інших галактиках з такими ж параметрами та складом. Але рівень зоряного народження в них настільки низький, що він може утворити лише 25% виявленого газу. Іншими словами, один лише фактор зоряного народження не здатний пояснити велику кількість іонізованого вуглецю, а значить, є ще й інша причина.
Вчені вирішили зосередитися на галактиці HE 1353-1917 використовуючи лінійний спектрометр далекого інфрачервоного випромінювання FIFI-LS. Таким чином, вдалося помітити, що струмінь спрямований не в простір, а в саму ж галактику. Велика частина іонізованого водню була зосереджена біля активної чорної діри, а це вказує, що джерелом газу є інтенсивне випромінювання, що генерується струменем чорної діри.
«Без безлічі спостережень за сусідніми галактиками ми могли б і не знайти таких виняткових випадків, коли чорна діра є джерелом іонізованого вуглецю, — констатувала Смирнова-Пінчукова. - Цей газ є одним з найбільш важливих інструментів, які у нас є для вивчення надзвичайно далеких галактик».
Тепер вченим доведеться зібрати ще більше даних і, можливо, переглянути свої уявлення про способи формування зірок та галактик. Адже це відкриття суперечить сформованої теорії, що іонізований вуглець вказує на зоряне народження.
За матеріалами: Phys.org
