Британская команда астрономов сообщает о первом обнаружении вещества, попадающего в черную дыру в центре галактики PG211+143 в миллиарде световых лет от Земли со скоростью 30% от скорости света, — пишет sciencedaily.com со ссылкой на Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Команда, возглавляемая профессором Кеном Паундсом из Университета Лестера, использовала данные космического рентгеновского телескопа XMM-Newton Европейского космического агентства для наблюдения за черной дырой.

Черные дыры — это объекты с такими сильными гравитационными полями, что даже свет не может двигаться достаточно быстро, чтобы избежать их захвата, поэтому они и называются «черными». Они чрезвычайно важны в астрономии, потому что предлагают наиболее эффективный способ извлечения энергии из материи. Благодаря процессу аккреции (приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) на него из окружающего пространства) черные дыры должны быть самыми энергичными явлениями во Вселенной.

Центр почти каждой галактики, как и наш Млечный Путь, содержит так называемую сверхмассивную черную дыру с массой в миллионы и миллиарды раз больше массы Солнца. При попадании достаточного количества материи в дыры они могут стать чрезвычайно светлыми и рассматриваться как квазар или активное галактическое ядро.

Однако черные дыры настолько компактны, что газ почти всегда вращается слишком сильно, чтобы попасть прямо в центр дыры. Вместо этого он вращается вокруг отверстия, постепенно приближаясь через аккреционный диск — последовательность круговых орбит уменьшающегося размера. Когда газ двигается по спирали внутрь, его скорость усиливается, он становится горячим и светлым, превращая гравитационную энергию в излучение, которое и наблюдают астрономы.

Часто предполагается, что орбита газа вокруг черной дыры приводится в соответствие с вращением черной дыры, но нет никаких веских оснований для этого. Фактически, причина, по которой мы имеем лето и зиму, состоит в том, что ежедневная ротация Земли не соответствует ее вращению вокруг Солнца.

До сих пор неясно, как неотрегулированное вращение может повлиять на падение газа. Это особенно важно для питания сверхмассивных черных дыр, так как вещество (межзвездные газовые облака или даже изолированные звезды) может падать из любого направления.

Используя данные XMM-Newton, ученые рассмотрели рентгеновские спектры (как рентгеновские лучи рассеиваются по длине волны) галактики PG211+143. Этот объект находится на расстоянии более одного миллиарда световых лет от Земли в направлении созвездия Волосы Вероники и представляет собой сейфертовскую галактику, характеризующуюся очень ярким активным галактическим ядром, обусловленным наличием в нем массивной черной дыры.

Исследователи обнаружили, что спектры сильно краснеют, показывая, что наблюдаемое вещество попадает в черную дыру с огромной скоростью — 30% от скорости света или около 100 000 километров в секунду. Газ почти не вращается вокруг отверстия и обнаруживается чрезвычайно близко к нему в астрономических терминах, на расстоянии всего лишь в 20 раз превышающем размера отверстия – расстояние, после которого вещество уже не может сбежать и обязано попасть в центр черной дыры.

Профессор Паундс сказал: «В галактике, которую мы наблюдали с помощью XMM-Newton, черная дыра имеет массу в 40 миллионов раз превышающую массу Солнца. Она очень яркая и, очевидно, сытая. Действительно, около 15 лет назад мы обнаружил сильный ветер, указывающий на то, что черная дыра переполняется. Теперь такие ветры обнаруживаются во многих активных галактиках. PG1211+143 впервые показал, что вещество попадает прямо в центр дыры. Мы смогли проследить за комком вещества размером с Землю, который тянулся к черной дыре, достиг трети от скорости света и был проглочен дырой».

Еще одним следствием нового исследования является то, что «хаотическая аккреция» смещенных дисков может распространяться на все сверхмассивные черные дыры. Такие черные дыры вращаются довольно медленно и могут принимать гораздо больше газа, вследствие чего их масса растет быстрее, чем обычно полагают. Это могло бы объяснить, почему черные дыры, образовавшиеся в ранней Вселенной, так быстро набирали очень большие массы.