Гигантские чёрные дыры могут отталкивать материю

Хотя мы привыкли думать о чёрных дырах лишь как об активных пожирателях всего и вся, в действительности излучение от поглощаемых ими пыли и газа вполне способно отталкивать вещество вовне, прочь от самих ЧД.

«Очень большой телескоп», принадлежащий Европейской южной обсерватории, собрал достаточно сведений, чтобы впервые точно представить картину распределения пыли вокруг чёрной дыры (ЧД) в центре активной галактики.

При этом выяснилось, что, вопреки более ранним теориям о таком распределении, в действительности далеко не вся пыль концентрируется в торе вокруг ЧД. Основная её часть расположена над и под тором — над полюсами дыры.

За последние двадцать лет астрономы выяснили, что почти все галактики имеют в своём центре сверхмассивную чёрную дыру (СМЧД), поглощающую пыль из галактического ядра. Делающие это энергичнее всего являются центрами активных ядер галактик (АЯГ), усиленно излучающих в разных диапазонах. Их окружают облака пыли в форме тора, формирующиеся в целом по тем же принципам, по которым вода образует маленький водоворот у сливного отверстия ванны или в точке, где через неё только что прошло весло.

Сегодня считается, что основная часть инфракрасного излучения от АЯГ рождается именно в этих торообразных пылевых облаках.

Однако теперь «Очень большой телескоп» недвусмысленно показал, что в галактике с АЯГ, известной как NGC 3783, сложилась несколько более сложная картина. Хотя пыль в торе вокруг ЧД и в самом деле излучает, будучи нагретой до 700–1 000 °С, в действительности выше и ниже тора есть огромные количества более холодной, но тоже в некоторой степени излучающей пыли, каким-то образом отбрасываемой от чёрной дыры.

Себастьян Хёниг (Sebastian Hönig) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США), ведущий автор рассматриваемой работы, поясняет: «Впервые мы смогли скомбинировать детальные наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне, показывающие относительно холодную пыль комнатной температуры, и столь же детальные наблюдения очень горячей пыли вокруг тех же активных ядер галактик».

Наложение комбинированных данных одинаковой детализации не оставляет сомнений в том, чтó именно удалось зафиксировать астрономам.

И несомненность этой информации очень важна — ведь подобные наблюдения решительно противоречат нашим представлениям о том, как именно развиваются процессы вокруг ЧД. Чуть меньше уверенности — и можно было бы сослаться на неполноту наблюдений. Теперь, однако, придётся пойти по другому пути, а именно существенно пересмотреть теоретические представления на сей счёт.

По меркам окрестностей активных ядер галактик (то есть активно поедающих пыль СМЧД) новооткрытая пыль «комнатных температур» довольно холодна, а её восходящие потоки «над» и «под» ЧД напоминают холодный ветер, исходящий вовне от чёрной дыры. Как предполагают астрономы, по мере того как СМЧД разогревает пыль в диске вокруг себя, излучённая ею радиация отбрасывает более далёкие пылинки в стороны от ЧД, образуя эти сравнительно холодные потоки — «прохладный ветер»:

Такова идея в общих чертах, но детали остаются невыясненными. Как именно ЧД умудряется сочетать поглощение пыли с её отталкиванием? Почему со временем пыль не перестаёт поступать в регион рядом с ЧД?.. Ответить на эти вопросы смогут только будущие исследования.

Всё это, между прочим, значит, что модели роста и развития СМЧД требуют пересмотра и включения в себя такого фактора, как увеличивающееся, по мере роста активности ЧД, отталкивание пыли излучением от пылевого тора, окружающего эти объекты.