Сердце ближайшей радиогалактики Центавр A

Астрономы определяют местоположение центральной сверхмассивной черной дыры и показывают, как рождается гигантский джет.

Рисунок: Шкалы расстояний, обнаруженные в реактивном самолете Центавр А. На верхнем левом изображении показано, как струя растворяется в газовых облаках, излучающих радиоволны. На верхней правой панели отображается составное цветное изображение с увеличением 40⨉ по сравнению с первой панелью, чтобы соответствовать размеру самой галактики. На следующей панели ниже показано увеличенное на 165 000⨉ изображение внутреннего радиоджета. На нижней панели показано новое изображение с самым высоким разрешением области запуска струи, полученное с помощью EHT на миллиметровых длинах волн с разрешением телескопа с увеличением 60 000 000⨉. Один световой год равен расстоянию, которое свет проходит за один год: около девяти триллионов километров. Предоставлено: Университет Радбауд; CSIRO / ATNF / I. Feain et al., R. Morganti et al., N. Junkes et al .; ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX / A. Weiß et al .; НАСА / CXC / CfA / R. Kraft et al .; ТАНАМИ / С. Мюллер и др .; EHT / M. Janßen et al.

Примечательно, что только внешние края струй излучают излучение, что ставит под сомнение наши теоретические модели струй.

В диапазоне радиоволн Центавр A является одним из самых крупных и ярких объектов в ночном небе. После того, как в 1949 году он был идентифицирован как один из первых известных внегалактических радиоисточников, Центавр A широко изучался по всему электромагнитному спектру различными радио-, инфракрасными, оптическими, рентгеновскими и гамма-обсерваториями. В центре Центавра A находится черная дыра с массой 55 миллионов солнц, которая находится прямо между массами черной дыры Мессье 87 (шесть с половиной миллиардов солнц) и Sgr A * в центре нашей собственной галактики ( около четырех миллионов солнц).

Наблюдения EHT были проанализированы для получения беспрецедентно детализированных изображений Центавра А.

«Это позволяет нам впервые увидеть и изучить внегалактический радиоджет в масштабах меньше, чем расстояние, которое свет проходит за один день. Мы видим вблизи и лично, как рождается чудовищно гигантский джет, запущенный сверхмассивной черной дырой », — говорит астроном MPIfR Майкл Янссен, недавно получивший докторскую степень в Университете Радбауд.

По сравнению со всеми предыдущими наблюдениями с высоким разрешением, джет, запущенный в Центавр A, отображается с частотой в десять раз более высокой и разрешением в шестнадцать раз. Благодаря разрешающей способности EHT мы теперь можем связать огромные масштабы источника, которые в 16 раз больше углового диаметра Луны на небе, с их источником вблизи черной дыры в области шириной всего лишь яблока на Луне при проецировании на небо. Это коэффициент увеличения в один миллиард.

Сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центре галактик, подобных Центавру A, питаются газом и пылью, которые притягиваются их огромным гравитационным притяжением. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии, и галактика становится «активной». Большая часть вещества, лежащего близко к краю черной дыры, падает внутрь. Однако некоторые из окружающих частиц ускользают за мгновение до захвата и уносятся далеко в космос: рождаются джеты — одна из самых загадочных и энергетических особенностей галактик.

Чтобы лучше понять этот процесс, астрономы использовали различные модели поведения вещества вблизи черной дыры. Но они до сих пор не знают точно, как джеты запускаются из его центральной области и как они могут распространяться в масштабах, которые больше, чем их родительские галактики, не рассеиваясь. EHT стремится разрешить эту загадку.

Новое изображение показывает, что струя, запущенная Центавром А, ярче по краям по сравнению с центром. Это явление известно и по другим реактивным двигателям, но никогда прежде не было столь явным.

«Нам было сложно объяснить с помощью тех же моделей, которые мы использовали для M87. Что-то другое должно происходить, например, спиральные магнитные поля, которые дают нам новые подсказки о том, как они могут «сжимать» струи », — говорит Сера Маркофф, заместитель председателя Научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики высоких энергий в Амстердамском университете.

С помощью новых наблюдений EHT джета Центавр A вероятное местоположение черной дыры было идентифицировано в точке запуска джетов. Основываясь на этом местоположении, исследователи предсказывают, что будущие наблюдения на еще более короткой длине волны и с более высоким разрешением смогут сфотографировать центральную черную дыру Центавра A. Это потребует использования спутниковых обсерваторий космического базирования.

«Эти данные взяты из той же кампании наблюдений, которая позволила получить знаменитое изображение черной дыры в M87. Новые результаты показывают, что EHT предоставляет кладезь данных о большом разнообразии черных дыр, и это еще не все », — говорит Хейно Фальке, член правления EHT и профессор астрофизики в Университете Радбауд.