7,7K subscribers

Астрономы обнаружили неустойчивость в диске галактике NGC 4258

<100 full reads
Полученные сведения помогут определить физический статус диска. Фото: unsplash.com / Ryan Hutton.Коллаж: Медиацентр УрФУ.
Полученные сведения помогут определить физический статус диска. Фото: unsplash.com / Ryan Hutton.Коллаж: Медиацентр УрФУ.

Международная группа исследователей, включая ведущего научного сотрудника Коуровской астрономической обсерватории УрФУ Андрея Соболева, впервые рассмотрела детали распределения мазерных пятен в аккреционном диске вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики NGC 4258. В ходе наблюдений они также установили, что аккреционный диск имеет радиус 0,126 парсек (0,38 световых лет), а в самом диске действует магнито-ротационная неустойчивость. Об открытии ученые рассказалив журнале Nature Astronomy.

Галактика NGC 4258 находится на расстоянии от Земли в 7,6 мегапарсек (свет будет идти от Земли до этой галактики 22,8 млн световых лет). Чтобы увидеть аккреционный диск этой галактики и что там происходит, требуется очень высокое угловое разрешение. Самое высокое угловое разрешение для водяных мазеров было достигнуто в проекте «Радиоастрон», в котором ведущую роль играют российские ученые.

«Об обнаружении диска вокруг этой галактики еще в 1995 году сообщили Миёши и Гринхилл в статьях в Nature и в The Astrophysical Journal. Тогда мы впервые узнали, что диск есть. Но теперь с помощью сверхвысокого углового разрешения “Радиоастрона” нам удалось впервые установить детали распределения пятен мазерного излучения. Регулярность в их расположении мазеров объясняется тем, что в аккреционном диске действует магнито-ротационная неустойчивость», — рассказывает Андрей Соболев.

Неустойчивости определяют эволюцию дисков. По ним можно узнать — стационарный ли диск или все в нем довольно быстро меняется. Иными словами, неустойчивости помогают определить физический статус или физическое состояние диска: как он формируется, что в нем происходит, предсказать, будет ли он меняться со временем. Поэтому для понимания процессов, которые происходят в аккреционном диске, ученым необходимо выяснить, какие неустойчивости там действуют.

Исследование аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры галактики NGC 4258 продолжатся.

«У нас многие терабайты данных, которые необходимо изучать и анализировать. Для понимания –— на обработку массива информации, полученной с помощью интерферометра в конфигурациях размером до 19,6 диаметров Земли во время трех наблюдений в 2014 и 2016 годах, группе профессионалов потребовалось четыре года. Но у нас еще есть данные, полученные при размере интерферометра в 26,5 диаметров Земли. И их пока не проанализировали, это очень сложная работа. Исследования, безусловно, продолжатся, но на это потребуется время», — заключает Андрей Соболев.

Примечательно, что первое наблюдательное свидетельство существования черных дыр было получено на основе наблюдений за этой же галактикой NGC 4258. Ученые показали, что внутри этого объема находится такая большая масса вещества, что это может быть только черная дыра.

Отметим, в исследовании приняли участие сотрудники Нидерландского института радиоастрономии ASTRON (Нидерланды), Астро-космического центра Физического института Российской Академии Наук (Россия), Уральского федерального университета (Россия), Китайской академии наук (Китай), Института Радиоастрономии общества Макса Планка (Германия) и Университета Кагосимы (Япония).

Справка

  • Аккреционные диски возникают вокруг звезд, галактик, черных дыр. К примеру, под действием тяготения на черную дыру падает вещество из окружающего пространства. Это звезды, газ и пыль из межзвездной среды, а также вещество, захваченное с поверхности соседних звезд. В гравитационном поле черной дыры вещество разгоняется до огромных скоростей, сравнимых со скоростью света. Вещество падает на черную дыру не вертикально, а закручиваясь, образуя вокруг черной дыры плотный и горячий диск — аккреционный. Слои газа в диске движутся вокруг центра в одном направлении, но с разными скоростями — чем ближе к центру, тем выше скорости. Поэтому между слоями газа возникает трение, и оно превращает кинетическую энергию газа в тепло. В результате диск разогревается до такой высокой температуры, что светится в радио-, инфракрасном и оптическом диапазонах, в рентгеновском свете и гамма-лучах.
  • В образовании любой планеты участвует аккреционный диск: планеты возникают, когда аккреционный диск превращается в протопланетный. Это тот же самый аккреционный диск, но с него перестает падать вещество на звезду, а начинает собираться и образовывать планету.
  • «Радиоастрон» — международный космический проект с ведущим российским участием по проведению фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра с помощью космического радиотелескопа.

УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей, один из лидеров программы «Приоритет–2030», № 1 в стране по объемам приема. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года, городе-победителе отбора Правительства России на создание университетских кампусов. Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).

УрФУ оперативный — в телеграм.