Ученые выяснили, чем «питается» черная дыра в центре нашей галактики — и почему она «ест» так мало

Ученые выяснили, что вещество, вращающееся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, содержит много элементов тяжелее гелия и водорода. Скорее всего, это следы взорвавшихся звезд. Открытие помогает понять, как металлы распространяются по галактикам — и как они когда-то попали на Землю.

Что именно обнаружили

Исследователи из Космического института Троттье при Университете Макгилла изучили газ, который обращается вокруг Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Оказалось, что этот газ богат металлами. По мнению ученых, обогащение произошло потому, что звезды со временем взрывались и выбрасывали материал в окрестности черной дыры.

Команда также выяснила: по составу этот газ похож на многие звезды, которые вращаются вокруг черной дыры. Это позволяет предположить, что газ и звезды могли сформироваться вместе.

Почему это важно

Стрелец А* расположен ближе к Земле, чем любая другая сверхмассивная черная дыра. Поэтому его легче наблюдать. Ученые предполагают, что результаты помогут понять, как металлы распределяются вокруг сверхмассивных черных дыр в далеких галактиках, а также процессы, которые снабжали Землю многими из этих элементов.

В астрономии металлами называют любой элемент тяжелее гелия и водорода — например, углерод, кислород, железо или золото. Их присутствие влияет на скорость охлаждения газов. А это, в свою очередь, влияет на то, насколько легко газ может быть втянут в черную дыру.

Загадка «медленной» черной дыры

Ученые отмечают: в центре нашей галактики есть черная дыра, которая втягивает в себя материал. Но она поглощает гораздо меньше вещества, чем другие сверхмассивные черные дыры, и делает это медленнее. Чтобы понять почему, нужно изучить свойства материалов, доступных ей для потребления, — газа, пыли и звезд, вращающихся вокруг нее.

Как помог телескоп Джеймса Уэбба

Исследование построено на данных космического телескопа Джеймса Уэбба. Телескоп измеряет инфракрасный свет в широком диапазоне длин волн с беспрецедентным спектральным и пространственным разрешением. Это позволило ученым различить тепловые сигнатуры нескольких газовых облаков, вращающихся вблизи черной дыры, и точно измерить металлический состав каждого облака.

Результаты дополняет другое недавнее исследование. Оно проверяло, сохранил ли газ свидетельства предыдущих всплесков энергии черной дыры. Выяснилось: газовая эмиссия формируется под воздействием местных условий, поэтому выделить влияние самой черной дыры трудно. Это не исключает прошлых вспышек, но показывает, что окружающий газ не может дать надежную историю активности черной дыры.

Что дальше

Ученые говорят: чтобы понять, как черная дыра притягивает материал, нужно сравнить эти наблюдения с моделированием того, как газ эволюционирует на более длительных временных масштабах.

Результаты работы ученых опубликованы в Астрономическом журнале.

Источник изображения: NASA, ESA, SSC, CXC, STScI