Астрономи виявили диск холодного міжзоряного газу, що обертається навколо надмасивної чорної діри в центрі нашої Галактики.
Як і в багатьох інших галактиках у центрі Чумацького шляху знаходиться надмасивна чорна діра, відома як Стрілець A *. Маса її приблизно в 4 мільйони разів перевищує масу нашого Сонця, а відстань до Землі становить близько 26 000 світлових років. Ця найближча до нас чорна діра активно вивчається протягом останніх десятиліть.
Один з найцікавіших об'єктів дослідження - акреційний диск - величезна хмара газів, притягнута потужною гравітацією чорної діри з навколишнього космосу і обертається навколо неї. Простягається такий диск на кілька десятих світлового року від горизонту чорної діри, зовсім трохи за космічними мірками. Дослідників цікавлять як механізм аккреції - падіння речовини на чорну діру, так і процеси, що відбуваються в самому диску.
Однак досі астрономи добре вивчили тільки незначну, гарячу частину, потоку газу, який стікається до чорної діри. Він має майже сферичну форму і не показує явного обертання. За оцінками, температура цього газу близько 10 мільйонів градусів за Цельсієм, що становить близько двох третин від температури в ядрі нашого Сонця. При такій температурі газ яскраво світиться в рентгенівському діапазоні, що дозволяє вивчати його за допомогою космічних рентгенівських телескопів, аж до відстані в одну десяту світлового року від чорної діри.
Крім того, спостереження за допомогою телескопів, що працюють на міліметрових довжинах хвиль, виявили навколо чорної діри протягом декількох світлових років велику кількість порівняно більш холодного газоподібного водню з температурою близько 10 тисяч градусів за Цельсієм. Природа його випромінювання інша. Акреційний диск випускає досить сильне випромінювання, що призводить до постійного процесу іонізації атомів водню - втрати ними електронів. Одночасно протікає і протилежний процес відновлення нейтральних атомів - рекомбінація. Ця рекомбінація і породжує характерний сигнал міліметрової довжини хвилі, який здатний досягти Землі.
Внесок цього газу в акреційний потік на чорну діру довго залишався невідомий. Нові спостереження на дуже чутливому і здатному розгледіти дрібні деталі телескопі ALMA виявили раніше не помічений диск з холодного міжзоряного газу, розташований всього в одній сотою світлового року від чорної діри. Це лише в 1000 разів більше відстані від Землі до Сонця. Дослідники вважають, що кількість водню в цьому холодному диску становить близько однієї десятої маси Юпітера або однієї десятитисячної маси Сонця.
Спостереження дозволили астрономам як картографувати місце розташування, так і відстежувати рух цього газу. Через ефект Доплера світло від атомів, що рухаються до Землі, трохи зміщується в «синю» частину спектру, в той час як світло від атомів, що віддаляються від неї, зміщується в «червону» його частину. Таке зміщення чітко показує, що газ обертається навколо чорної діри. Ця інформація дозволить по-новому поглянути на те, як чорні діри поглинають матерію, і на складний взаємозв'язок між чорною дірою і її галактичною околицею.
Зазначимо, що провідний автор статті - випускниця фізфаку МДУ Олена Мурчикова, яка нині працює в Інституті перспективних досліджень у Прінстоні, штат Нью-Джерсі (США).
Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.За
матеріалами Національної радіоастрономічної обсерваторії (NRAO, США)