Астрономы с помощью радиотелескопа ALMA смогли раскроить некоторые тайны активных ядер галактик, в частности, галактики Циркуль, находящейся всего в тринадцати миллионах световых лет от Солнечной системы. Эта галактика демонстрирует умеренную активность в рентгеновском диапазоне, и её ядро содержит сверхмассивную черную дыру.
Научное сообщество долгое время интересовал вопрос о том, как много газа поглощается черной дырей в активных галактиках, и какие процессы происходят с остальной частью вещества. Исследователи под руководством Такумы Идзуми из Национальной астрономической обсерватории Японии провели наблюдения в субмиллиметровом диапазоне с использованием ALMA.
Основной интерес был сосредоточен на потоках вещества к черной дыре и от неё в ядре галактики на очень малых масштабах. Наблюдения проводились на линиях излучения цианида водорода, однократно ионизированного углерода, угарного газа и рекомбинационной линии атомарного водорода.
Результаты исследования подтвердили наличие конуса ионизированного газа размером до килопарсека и дали новую оценку массы сверхмассивной черной дыры в ядре галактики, которая составила два миллиона масс Солнца. В пределах нескольких парсек от черной дыры была обнаружена толстая структура диффузного атомарного газа и тонкий диск плотного молекулярного газа.
Скорость притока вещества к черной дыре составляет 0,2-0,34 массы Солнца в год, что объясняет наблюдаемую рентгеновскую светимость ядра галактики. Скорость оттока ионизированного газа от черной дыры составила 0,04 массы Солнца в год.
Интересным выводом исследования является то, что менее трех процентов массы газа в потоке к черной дыре будет ей поглощено, остальная часть вещества перейдет в многофазные оттоки от черной дыры, и около двадцати процентов массы будет ионизированным газом. Важно отметить, что из-за низкой скорости эти потоки в будущем замедлятся под воздействием гравитации черной дыры, и вещество вернется обратно в околоядерный диск галактики. Эти результаты позволяют лучше понять процессы, происходящие в активных ядрах галактик и их взаимодействие с черными дырами.
