Черная дыра в центре галактики Андромеды пожирает материю не как остальные

Черная дыра в центре галактики Андромеды пожирает материю не как остальные

Не все черные дыры питаются одинаково, и именно их поведение во время еды определяет, насколько ярко будут сиять их окрестности.

Авторы нового исследования, опубликованного в издании Astronomical Journal, выяснили, почему сверхмассивная черная дыра в центре соседней крупной галактики Андромеды остается тихим пожирателем материи, хотя многие другие черные дыры в этом плане более активны, пишет Space.

В то время как многие черные дыры пытаются поглотить всю материю сразу, что приводит к появлению больших космических взрывов и выбросу электромагнитного излучения, другие предпочитают поглощать материю медленно и незаметно. Такое предпочтение при приеме пищи влияет на то, насколько ярко будут сиять окрестности сверхмассивной черной дыры. Ответ на вопрос, почему черная дыра в центре галактики Андромеды почти незаметно поглощает материю и сияет не очень ярко по сравнению с другими, астрономы обнаружили в архивных данных уже неработающего космического телескопа Спитцер, который “вышел на пенсию” в 2020 году.

Согласно исследованию, эта черная дыра, как и подобные ей тихие поглотители материи, питаются потоками газа и пыли, которые падают на нее медленно и равномерно, поэтому диски светящейся материи вокруг черных дыр редко меняют свою яркость.

Галактика Андромеды, расположенная примерно в 2,5 млн световых лет от Земли, является ближайшей к Млечному Пути крупной галактикой. В отличие от характерных спиральных рукавов, вокруг центра нашей галактики, ядро Андромеды окружено множеством колец пыли.

Черные дыры, поглощающие сразу большое количество материи, кажутся более яркими. Это связано с тем, что материя, которую они поглощают, подвергаются быстрому нагреву, вызванному сильным гравитационным притяжением черной дыры. Этот нагрев приводит к выбросу электромагнитного излучения в больших количествах.

Но другие сверхмассивные черные дыры поглощают материю более незаметно, а потому их окрестности излучают меньше света. Ученые объясняют, что это происходит из-за постоянного поглощения небольших порций материи. Эти потоки газа и пыли приближаются к черной дыре постепенно по спирали, подобно тому, как вода кружится в раковине.

Авторы нового исследования создали моделирование черной дыры в центре галактики Андромеда, чтобы улучшить понимание ее пищевых привычек. Раньше уже предполагалось, что кольцо из газа и пыли постоянно окружает черную дыру и она поддерживает непрерывное питание, но доказательств этой гипотезе не было.

Исследование показало, что пылевое кольцо вокруг этой черной дыры может функционировать как жизнеспособный источник пищи только в том случае, если оно не слишком большое и не слишком маленькое. Это связано с тем, что материя в большом диске не сможет удерживаться долго и в конечном итоге сразу упадет в черную дыру, что приведет к сильным извержениям. В то время как материя в маленьком диске может не удовлетворить голод черной дыры.

И действительно, когда ученые сравнили свои результаты с данными телескопа Спитцер, они обнаружили, что телескоп уже зафиксировал спирали пыли и газа в необходимых пределах. То есть размер этих спиралей находился в пределах, необходимых для того, чтобы сделать черную дыру тихим пожирателем материи.

Полученные данные противоречат некоторым прошлым результатам, которые показали, что все черные дыры поглощают близлежащую материю одинаково, независимо от их аппетита. Подобные противоречия позволяют астрономам переоценить то, что известно о поведении черных дыр.

Science XXI