Международная группа астрономов с помощью космического телескопа James Webb получила новые данные о том, как сверхмассивные черные дыры получают вещество для роста. Наблюдения позволили детально рассмотреть газовые нити, связывающие горячую атмосферу галактики с вращающимся диском вокруг черной дыры. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Ученые изучили галактику NGC 4696, расположенную в центре скопления Центавра примерно в 145 млн световых лет от Земли. В ядрах крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых может превышать солнечную в миллионы и миллиарды раз. Активные черные дыры выбрасывают мощные струи энергии, нагревающие окружающий газ и способные подавлять образование новых звезд.
При этом возникает вопрос: нагретый газ должен лишать черную дыру вещества, необходимого для дальнейшего роста. Согласно подтверждаемой наблюдениями схеме, часть этого газа со временем остывает и уплотняется в длинные узкие волокна. Затем вещество по ним возвращается к центру галактики, поддерживая саморегулирующийся цикл.
Прибор NIRSpec на телескопе James Webb почти за восемь часов наблюдений проследил движение газа вблизи черной дыры. Исследователи различили структуры размером около 30 световых лет. Выяснилось, что S-образное образование в центре NGC 4696 представляет собой вращающийся газовый диск диаметром почти 800 световых лет, где скорость вещества достигает 600 километров в секунду.
Один из крупных газовых филаментов оказался напрямую связан с этим диском. Газ движется по волокну к центру и попадает в область, питающую сверхмассивную черную дыру. Магнитные силы замедляют вращение падающего вещества и направляют его внутрь, после чего черная дыра вновь выбрасывает энергетические струи.
Компьютерное моделирование показало схожее поведение газа и поддержало предложенное объяснение. Расчеты также указывают, что магнитные поля помогают холодному газу достигать крупнейших черных дыр во Вселенной. Новые снимки James Webb позволили увидеть этот процесс непосредственно в NGC 4696.
