Астрономы обнаружили, что блестящая сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий. Хотя она ответственна за высокий уровень радиации и мощные джеты, эта гигантская черная дыра не так влиятельна, как многие ее аналоги в других галактиках.
Новое исследование, проведенное с использованием рентгеновской обсерватории NASA "Чандра", изучило ближайший к Земле квазар, расположенный в скоплении галактик. Квазары - это редкий и экстремальный класс сверхмассивных черных дыр, которые яростно притягивают вещество внутрь, создавая интенсивное излучение, а иногда и мощные струи. Этот недавно изученный квазар, известный как H1821+643, находится примерно в 3,4 миллиарда световых лет от Земли и содержит черную дыру, вес которой примерно в четыре миллиарда раз больше Солнца.
Большинство растущих сверхмассивных черных дыр притягивают материал медленнее, чем квазары. Астрономы изучили влияние этих более распространенных черных дыр, наблюдая за ними в центрах скоплений галактик. Регулярные вспышки таких черных дыр не позволяют остыть огромному количеству перегретого газа, в котором они находятся, что ограничивает количество звезд, образующихся в родительских галактиках, и количество топлива, направляемого в сторону черной дыры.
Гораздо меньше известно о том, какое влияние квазары в скоплениях галактик оказывают на свое окружение. Чтобы прийти к такому выводу, команда использовала Чандру для изучения горячего газа, которым окутана H1821+643 и ее родительская галактика. Однако яркие рентгеновские лучи квазара затрудняли изучение более слабых рентгеновских лучей горячего газа.
Используя "Чандру", команда обнаружила, что плотность газа возле черной дыры в центре галактики намного выше, а температура газа намного ниже, чем в более удаленных регионах. Ученые ожидают, что горячий газ будет вести себя подобным образом, когда приток энергии мал или отсутствует (который обычно возникает в результате вспышек черной дыры), чтобы предотвратить охлаждение горячего газа и его движение к центру скопления.
Исследователи определили, что горячий газ, масса которого примерно в 3000 раз превышает массу Солнца в год, остывает до такой степени, что его больше нельзя увидеть в рентгеновских лучах. Это быстрое охлаждение может легко обеспечить достаточно материала для 120 солнечных масс новых звезд, которые, как наблюдают, формируются в родительской галактике каждый год, и для 40 солнечных масс, поглощаемых черной дырой каждый год.
Команда также изучила возможность того, что излучение квазара напрямую вызывает охлаждение горячего газа скопления. При этом фотоны света квазара сталкиваются с электронами горячего газа, в результате чего фотоны становятся более энергичными, а электроны теряют энергию и охлаждаются. Исследование группы показало, что этот тип охлаждения, вероятно, происходит в скоплении, содержащем H1821+643, но он слишком слаб, чтобы объяснить наблюдаемое значительное охлаждение газа.
Статья, описывающая эти результаты, опубликована в "Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества".
