8.1K
Многие крупные галактики имеют яркую центральную область, называемую активным галактическим ядром (AGN), питающимся от материи, которая вращается вокруг сверхмассивной черной дыры. Газовые облака в области вокруг AGN излучают свет на характерных длинах волн, но сложность и изменчивость этих выбросов – давняя загадка для астрофизиков.
Новый анализ исследователей из Университета Калифорнии в Санта-Круз (США), опубликованный в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, объясняет эти и другие загадочные черты AGN небольшими облаками пыли, которые могут частично скрывать внутренние области источников. Выводы имеют важные последствия, поскольку исследователи используют оптические излучения в широком диапазоне, чтобы делать выводы о поведении газов во внутренних областях вокруг сверхмассивной черной дыры.
«Выбросы газа – один из лучших источников информации о массе черной дыры и о том, как она растет. Однако природа этого газа плохо понятна», – говорит первый автор исследования Мартин Гаскелл, научный сотрудник Университета Калифорнии в Санта-Круз.
По мнению авторов работы, газ, вращающийся по направлению к центральной черной дыре галактики, образует плоский аккреционный диск и, перегреваясь, испускает интенсивное тепловое излучение. Часть этого света «перерабатывается» (поглощается и переизлучается) водородом и другими газами, циркулирующими над и под аккреционным диском. После газа располагается область пыли.
Пыль подвергается сильному излучению от аккреционного диска. Оно настолько интенсивное, что удаляет пыль от диска, и это в свою очередь приводит к компульсивному оттоку пылевых облаков, начиная с внешнего края.
Эффект пылевых облаков на испускаемый свет заключается в том, что излучение выглядит более слабым и красным, так же, как атмосфера Земли заставляет солнце выглядеть слабее и краснее на закате. В своей работе ученые подтверждают существование пылевых облаков во внутренних областях активных галактических ядер. Их моделирование показывает воздействие пылевых облаков на результат наблюдений. Компьютерный код реплицирует особенности излучения широкополосной области, которые долгое время озадачивали астрофизиков, за счет включения в модель пылевых облаков. Вместо газа, имеющего изменяющееся асимметричное распределение, которое трудно объяснить, газ в модели сохранял однородное симметричное состояние в турбулентном диске вокруг черной дыры.
Таким образом, моделирование подтвердило, что наблюдаемые астрономами асимметрии и изменения излучения полностью объясняются пылевыми облаками, заставляющими области за ними выглядеть слабее и краснее. Такое объяснение позволяет ученым сохранить простоту стандартной модели материи AGN, вращающейся вокруг одной черной дыры.