Изображение предоставлено: ESO
Исполнив давнюю мечту астрономов, наблюдения с помощью Интерферометра Очень Большого Телескопа (VLTI) в Обсерватории ESO Paranal (Чили) позволили получить четкую картину непосредственного окружения черной дыры в центре активной галактики. , Новые результаты касаются спиральной галактики NGC 1068, расположенной на расстоянии около 50 миллионов световых лет.
Они показывают конфигурацию сравнительно теплой пыли (около 50 ° C) размером 11 световых лет и толщиной 7 световых лет с внутренней более горячей зоной (500 ° C) шириной около 2 световых лет.
Эти изображения и спектральные наблюдения подтверждают современную теорию о том, что черные дыры в центрах активных галактик окутаны толстой пончикообразной структурой из газа и пыли, называемой «тор».
Для этого первоклассного исследования, первого в своем роде внегалактического объекта с помощью инфракрасной интерферометрии с длинной базой, международная команда астрономов [2] использовала новый инструмент MIDI в лаборатории VLTI. Он был спроектирован и построен в сотрудничестве между немецкими, голландскими и французскими исследовательскими институтами [3].
При объединении света от двух 8,2-метровых телескопов VLT во время двух наблюдений в июне и ноябре 2003 года было достигнуто максимальное разрешение 0,013 угловых секунды, что соответствует примерно 3 световым годам на расстоянии NGC 1068. Инфракрасные спектры Центральная область этой галактики была получена, что указывает на то, что нагретая пыль, вероятно, имеет алюмосиликатный состав.
Новые результаты опубликованы в исследовательской статье, опубликованной в выпуске международного исследовательского журнала Nature от 6 мая 2004 года.
NGC 1068 - типичная активная галактика
Активные галактики являются одними из самых впечатляющих объектов на небе. Их компактные ядра (AGN = ядра активной галактики) настолько ярки, что могут затмить всю галактику; «Квазары» представляют собой крайние случаи этого явления. Эти космические объекты демонстрируют много интересных наблюдательных характеристик по всему электромагнитному спектру, от радио до рентгеновского излучения.
В настоящее время имеется много свидетельств того, что конечная электростанция этих видов деятельности происходит из сверхмассивных черных дыр с массами, в тысячи раз превышающими массу нашего Солнца, ср. например, ESO PR 04/01. Тот, что находится в галактике Млечный путь, имеет только около 3 миллионов солнечных масс, ср. ESO PR 17/02. Считается, что черная дыра питается от плотно намотанного аккреционного диска из газа и окружающей ее пыли. Материал, который падает к таким черным дырам, будет сжат и нагрет до огромных температур. Этот горячий газ излучает огромное количество света, заставляя активное ядро галактики сиять так ярко.
NGC 1068 (также известный как Мессье 77) - одна из самых ярких и близлежащих активных галактик. Расположенная в созвездии Кита (Кит) на расстоянии около 50 миллионов световых лет, она выглядит как обычная спиральная галактика с полосами. Ядро этой галактики, однако, очень яркое, не только в оптическом, но также в ультрафиолетовом и рентгеновском излучениях. Черная дыра с массой, эквивалентной массе нашего Солнца примерно в 100 миллионов раз, необходима для учета ядерной активности в NGC 1068.
ВЛТИ наблюдения
В ночь с 14 на 16 июня 2003 года группа европейских астрономов [2] провела первую серию наблюдений, чтобы проверить научный потенциал недавно установленного инструмента MIDI на VLTI. Они также изучали активную галактику NGC 1068. Уже с этой первой попытки можно было увидеть детали вблизи центра этого объекта, ср. ESO PR 17/03.
MIDI чувствителен к свету с длиной волны около 10 мкм, то есть в средней инфракрасной области спектра («тепловая инфракрасная область»). При расстоянии между вспомогательными телескопами («базовыми линиями») до 200 м MIDI может достигать максимального углового разрешения (резкости изображения) около 0,01 угловых секунд. Не менее важно, благодаря сочетанию световых лучей от двух 8,2-метровых телескопов VLT, теперь MIDI впервые позволяет выполнять инфракрасную интерферометрию сравнительно слабых объектов за пределами нашей собственной галактики, Млечного Пути.
Обладая высокой чувствительностью к тепловому излучению, MIDI идеально подходит для изучения материала в сильно затененных областях вблизи центральной черной дыры и нагрева от его ультрафиолетового и оптического излучения. Энергия, поглощенная пылевыми зернами, затем переизлучается на более длинных волнах в инфракрасной области спектра от 5 до 100 мкм.
Центральный регион в NGC 1068
Дополнительные интерферометрические наблюдения были проведены в ноябре 2003 года при базовой линии 42 метра. После тщательного анализа всех данных достигнутое пространственное разрешение (резкость изображения) и детальные спектры позволили астрономам изучить структуру центральной области NGC 1068.
Они обнаруживают присутствие внутреннего, сравнительно «горячего» облака пыли, нагретого до примерно 500 ° С и имеющего диаметр, равный или меньший, чем достигнутая четкость изображения, то есть около 3 световых лет. Он окружен более прохладной пыльной областью с температурой около 50 ° C, шириной 11 световых лет и толщиной около 7 световых лет. Скорее всего, это предсказанное центральное облако в форме диска, которое вращается вокруг черной дыры.
Сравнительная толщина наблюдаемой структуры (толщина составляет ~ 65% от диаметра) имеет особое значение в том смысле, что она может оставаться стабильной, только если подвергается непрерывной инжекции энергии движения («кинетической»). Однако ни одна из современных моделей центральных областей в активных галактиках не дает убедительного объяснения этому.
Спектры MIDI, охватывающие интервал длин волн от 8 до 13,5 мкм, также предоставляют информацию о возможном составе пылевых частиц. Наиболее вероятным компонентом является алюмосиликат кальция (Ca2Al2SiO7), высокотемпературный вид, который также встречается во внешней атмосфере некоторых супергигантских звезд. Тем не менее, эти экспериментальные наблюдения не могут окончательно исключить другие типы неоливиновой пыли.
Источник: ESO News Release
