eso1618ru — Научный релиз

Черная дыра под холодным межгалактическим ливнем

8 июня 2016 г.

Международная группа астрономов, работающая на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), стала свидетелем космического явления, которого никто раньше не наблюдал. Скопление межгалактических газовых облаков обрушивается наподобие гигантского ливня на сверхмассивную черную дыру в центре огромной галактики в миллиарде световых лет от Земли. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Nature 9 июня 2016 г.

Новые наблюдения на ALMA – первое прямое подтверждение того, что плотные холодные газовые облака могут сгущаться из горячего межгалактического газа и устремляться к центру близлежащей галактики, где их поглощает сверхмассивная черная дыра. Новая работа, кроме того, меняет взгляды астрономов на то, как именно выпадает вещество на сверхмассивные черные дыры в рамках процесса, известного под названием аккреции.

До сих пор астрономы считали, что в самых крупных галактиках сверхмассивные черные дыры медленно и скудно подпитываются ионизованным газом галактических гало. Новые наблюдения на телескопе ALMA показывают, что при соответствующих межгалактических условиях на черные дыры могут обрушиваться и массивные хаотические ливни гигантских облаков очень холодного молекулярного газа.

Хотя в последние годы это было одним из основных предсказаний теории, только сейчас мы получили одно из первых несомненных наблюдательных доказательств существования хаотических холодных «ливней», выпадающих на сверхмассивную черную дыру”, -- говорит ведущий автор новой работы Грант Тремблей (Grant Tremblay), астроном из Йельского университета в Нью-Хэйвене, штат Коннектикут, США, в прошлом сотрудник ESO. “Подумать только, что мы, возможно, видим, как галактический «ливень» разразился над черной дырой, масса которой составляет примерно 300 миллионов Солнц”.

Тремблей и его группа изучали на телескопе ALMA необычно яркое скопление из примерно 50 галактик с обозначением Abell 2597. В ядре этого скопления находится массивная эллиптическая галактика Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy, а пространство между галактиками скопления заполнено диффузным горячим ионизованным газом, уже наблюдавшимся ранее рентгеновской обсерваторией NASA «Чандра».

"Этот очень и очень горячий газ может быстро охлаждаться, конденсироваться и образовывать «осадки» примерно так же, как теплый и влажный воздух в атмосфере Земли собирается в дождевые облака и затем выпадает в виде дождя", -- говорит Тремблей. "Новообразованные облака сливаются с галактикой, давая материал для звездообразования и снабжая веществом сверхмассивную черную дыру".

Исследователи обнаружили, что в окрестности центра галактики выполняется именно этот сценарий: три массивных скопления холодного газа движутся в направлении сверхмассивной черной дыры в ядре галактики со скоростью около миллиона километров в час. Масса каждого из этих облаков около миллиона солнечных масс, а поперечник достигает десятков световых лет.

Обычно объекты такого масштаба трудно обнаружить на столь больших расстояниях даже при том высоком разрешении, которое обеспечивает ALMA. В данном случае их регистрация оказалась возможной благодаря «теням» протяженностью в миллиард световых лет, которые они отбрасывают в направлении Земли [1].

Дополнительные данные, полученные с National Science Foundation’s Very Long Baseline Array (радиоинтерферометрическая решетка со сверхдлинной базой Национального научного фонда США), показывают, что газовые облака, наблюдаемые с ALMA, отстоят от центральной черной дыры в своей галактике всего на 300 световых лет, то есть, в астрономических масштабах, находятся буквально на грани поглощения черной дырой.

И хотя телескоп ALMA смог зарегистрировать в окрестности черной дыры только эти три облака холодного газа, астрономы предполагают, что в этой области могут находиться еще тысячи таких облаков, которые обеспечивают постоянный приток вещества, питающий активность черной дыры в течение продолжительного времени.

Сейчас астрономы планируют использовать решетку антенн ALMA для поиска таких «ливней» и в других галактиках, чтобы выяснить, настолько ли обычное явление представляют собой такие причуды космической «погоды», каким оно может казаться в рамках современной теории.

Примечания

[1] «Тени» формируются, когда падающие на галактику непрозрачные облака газа загораживают часть яркого фонового миллиметрового излучения, испускаемого электронами, движущимися по спирали вокруг магнитных силовых линий в ближайшей окрестности центральной сверхмассивной черной дыры.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole”, Grant R. Tremblay и др., публикуемой в журнале Nature от 9 июня 2016 г.

Состав исследовательской группы: Grant R. Tremblay (Yale University, New Haven, Connecticut, USA; ESO, Garching, Germany), J. B. Raymond Oonk (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo, the Netherlands; Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), Françoise Combes (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France), Philippe Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France), Christopher O’Dea (University of Manitoba, Winnipeg, Canada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), Stefi A. Baum (University of Manitoba, Winnipeg, Canada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), G. Mark Voit (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Megan Donahue (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Brian R. McNamara (Waterloo University, Waterloo, Ontario, Canada), Timothy A. Davis (Cardiff University, Cardiff, United Kingdom; ESO, Garching, Germany), Michael A. McDonald (Kavli Institute for Astrophysics & Space Research, MIT, Cambridge, Massachusetts, USA), Alastair C. Edge (Durham University, Durham, United Kingdom), Tracy E. Clarke (Naval Research Laboratory Remote Sensing Division, Washington DC, USA), Roberto Galván-Madrid (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM, Morelia, Michoacan, Mexico; ESO, Garching, Germany), Malcolm N. Bremer (University of Bristol, Bristol, United Kingdom), Louise O. V. Edwards (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Andrew C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, United Kingdom), Stephen Hamer (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France) , Yuan Li (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA ), Anaëlle Maury (Laboratoire AIMParis-Saclay, CEA/DSM/Irfu CNRS, University Paris Diderot, CE-Saclay, Gif-sur-Yvette, France), Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, United Kingdom), Alice C. Quillen (University of Rochester, Rochester, New York, USA), C. Megan Urry (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Jeremy S. Sanders (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching bei München, Germany), и Michael Wise (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo, the Netherlands).

Атакамская Большая Миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), международный астрономический инструмент – совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. Работа обсерватории ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute).

Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются: ESO, представляющей интересы своих стран-участниц, Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory), управляемой компанией Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку и Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках JAO: Объединенной обсерватории ALMA (Joint ALMA Observatory).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Grant Tremblay
Yale University
New Haven, Connecticut, USA
Телефон: +1 207 504 4862
Email: grant.tremblay@yale.edu

Francoise Combes
LERMA, Paris Observatory
France
Email: francoise.combes@obspm.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1618.

О релизе

Релиз №:eso1618ru
Название:Abell 2597
Тип:Local Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016Natur.534..218T

Изображения

Холодный межгалактический ливень: взгляд художника
Холодный межгалактический ливень: взгляд художника
Холодный межгалактический ливень: взгляд художника
Холодный межгалактический ливень: взгляд художника
Составное изображение центральной галактики скопления Abell 2597
Составное изображение центральной галактики скопления Abell 2597

Видео

Холодный межгалактический ливень глазами художника
Холодный межгалактический ливень глазами художника

Также смотрите наши