Kids

eso1344ru — Научный релиз

Выберите язык:

ALMA раскрывает тайну джетов, выбрасываемых из гигантских черных дыр

16 октября 2013 г.

Две международных группы астрономов воспользовались мощью телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), чтобы исследовать струйные выбросы (джеты) из гигантских черных дыр в центрах галактик и их влияние на окружающее космическое пространство. Ученым удалось получить самые лучшие на сегодня изображения структуры молекулярного газа вокруг близкорасположенной «спокойной» черной дыры и неожиданно зарегистрировать основание мощного джета в окрестности удаленной черной дыры.

В самом сердце почти каждой галактики во Вселенной, включая и наш собственный Млечный Путь, находится сверхмассивная черная дыра с массой до нескольких миллиардов Солнц. В далеком прошлом эти необычные объекты были очень активными и поглощали огромное количество окружающего их вещества. В результате они ярко светились и выбрасывали незначительную часть этой материи в виде исключительно мощных джетов. В современной Вселенной большинство сверхмассивных черных дыр гораздо менее активны. Но взаимодействие джетов и окружающей их материи все еще является важным фактором в эволюции галактик.

Две новых работы, которые публикуются сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics, сделаны на материалах наблюдений с телескопом ALMA джетов, выбрасываемых из черных дыр, причем одна из них, в галактике NGC 1433, расположена близко к нашей Галактике и относительно спокойная, а другая (PKS 1830-211) является очень далеким и активным объектом.

"Наблюдения на ALMA неожиданно выявили спиральную структуру молекулярного газа вокруг центра NGC 1433", -- сказала Франсуаза Комбе (Françoise Combes) из Парижской обсерватории (Франция), ведущий автор первой статьи. "Эти наблюдения объясняют, как именно втекает в черную дыру вещество, подпитывающее ее. Новые наблюдения, использующие большую разрешающую способность ALMA, позволили зарегистрировать истечение вещества из черной дыры на расстояние всего 150 световых лет. Это самый маленький выброс молекулярного газа, когда-либо наблюдавшийся в других галактиках."

Обнаружение этого истечения, выносимого из черной дыры в центре галактики джетом, показывает, как такие джеты могут останавливать звездообразование и регулировать рост центральных балджей галактик [1].

Иван Марти-Видал (Ivan Martí-Vidal) из Технического университета Чалмерса и Космической обсерватории Онсала в Швеции (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden) и его группа также наблюдали сверхмассивную черную дыру с джетом (источник PKS 1830-211), но этот объект гораздо ярче, гораздо активнее и принадлежит ранней Вселенной [2]. Он выглядит необычно: его мощное излучение по пути к Земле проходит мимо массивной галактики и расщепляется гравитационным линзированием, вследствие чего его изображение раздвоено [3].

Время от времени сверхмассивные черные дыры внезапно поглощают огромные массы вещества [4], что увеличивает мощность истекающих из них джетов и приводит к появлению излучения самых высоких энергий. Наблюдения на телескопе ALMA случайно зарегистрировали одно из таких событий на PKS 1830-211.

"То, что нам удалось наблюдать на ALMA случай «пищевого расстройства» у черной дыры, было просто удивительным совпадением. Мы вели исследования PKS 1830-211 совсем с другой целью, и вдруг обнаружили небольшие изменения цвета и интенсивности излучения в изображениях, создваемых гравитационной линзой. Тщательное исследование этих неожиданных изменений привело нас к выводу, что мы по крайне счастливой случайности наблюдаем как раз тот момент, когда свежая порция вещества входит в основание джета, истекающего из черной дыры",-- говорит Себастьян Муллер (Sebastien Muller), соавтор второй статьи.

Группа попыталась выяснить, не зарегистрировали ли это мощное выделение энергии другие телескопы, и вскоре обнаружили, что отчетливый сигнал в гамма-лучах был отмечен во время мониторинга с борта спутника Fermi-LAT. Физический процесс, который привел к росту длинноволнового излучения, зафиксированному с ALMA, оказался также причиной резкого возрастания интенсивности излучения объекта до самых высоких энергий, известных во Вселенной [5].

"Впервые установлена столь отчетливая связь между гамма-излучением и субмиллиметровыми радиоволнами, которые исходят из основания джета, выбрасываемого из черной дыры", -- добавляет Себастьян Муллер.

Эти две наблюдательных работы – только начало исследований с телескопом ALMA джетов из сверхмассивных черных дыр, как близких, так и далеких. Группа Комбе уже исследует с ALMA другие близлежащие активные галактики. Уникальный объект PKS 1830-211, по-видимому, тоже окажется в центре внимания многих будущих работ, выполняемых на ALMA и на других инструментах.

"Нам еще многое предстоит узнать о том, как черные дыры могут порождать столь высокоэнергетические выбросы вещества и энергии",-- заключает Иван Марти-Видал. “Но так или иначе, эти новые результаты, полученные еще до полного укомплектования телескопа ALMA, свидетельствуют о том, что мы получили уникальный мощный инструмент исследования таких джетов. Открытия только начинаются!"

Примечания

[1] Этот процесс обратной связи может объяснить таинственную корреляцию между массой черной дыры в центре галактики и массой окружающего центр галактики балджа. Черная дыра аккрецирует газ и становится более активной, но затем выбрасывает джеты, которые выносят газ из окружающей черную дыру области и прекращают в ней заездообразование.

[2] Красное смещение PKS 1830-211 равно 2.5, то есть свет от этого объекта идет до нас около 11 миллиардов лет. Свет, который мы видим сейчас, был излучен, когда возраст Вселенной составлял всего 20% от нынешнего. Для сравнения, свет от NGC 1433 идет до Земли всего 30 миллионов лет, что по галактическим меркам очень немного.

[3] Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что световые лучи отклоняются, когда проходят вблизи массивного объекта, такого, как галактика. Этот эффект называется гравитационным линзированием; впервые он был обнаружен в 1979 г., и с тех пор было открыто множество гравитационных линз. В результате этого эффекта изображения фоновых источников света могут подвергаться искажениям, увеличению, а также расщепляться на несколько одинаковых изображений.

[4] Вещество, падающее на черную дыру, может быть звездой или молекулярным облаком, как, например, облако, наблюдавшееся в центре нашей Галактики Млечного Пути (eso1151eso1332).

[5] Эта энергия испускается в виде гамма-лучей, самой коротковолновой и высокоэнергетической формы электромагнитного излучения.

Узнать больше

ALMA (Большая Атакамская Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка -- The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, продукт партнерства ученых Европы, Северной Америки и Восточной Азии, при участии Республики Чили. В Европе ALMA финансируется Европейской Южной Обсерваторией (ESO), в Северной Америке – Национальным Научным Фондом (NCF) в кооперации с Национальным Советом по научным исследованиям Канады (NRC) и Национальным Советом по науке Тайваня (NSC), в Восточной Азии Национальным Институтом Естественных наук Японии (NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) Тайваня. Строительство и эксплуатацию ALMA ведут от Европы Европейская Южная Обсерватория (ESO), от Северной Америки Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), управляемая компанией  Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальная радиоастрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Организационно строительство, пуско-наладочные работы и эксплуатация ALMA совместно управляются в рамках Объединенной Обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO).

 

Результаты исследований представлены в виде статей “ALMA observations of feeding and feedback in nearby Seyfert galaxies: an AGN-driven outflow in NGC1433”, F. Combes et al. и “Probing the jet base of the blazar PKS 1830−211 from the chromatic variability of its lensed images: Serendipitous ALMA observations of a strong gamma-ray flare”, I. Martí-Vidal et al. Обе статьи появятся в журнале Astronomy & Astrophysics.

Состав первой группы исследователей: F. Combes (Observatoire de Paris, France), S. García-Burillo (Observatorio de Madrid, Spain), V. Casasola (INAF–Istituto di Radioastronomia, Milan, Italy), L. Hunt (INAF–Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italy), M. Krips (IRAM, Saint Martin d’Hère, France), A. J. Baker (Rutgers, the State University of New Jersey, Piscataway, USA), F. Boone (CNRS, IRAP, Toulouse, France), A. Eckart (Universität zu Köln, Germany), I. Marquez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Spain), R. Neri (IRAM), E. Schinnerer (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany) и L. J. Tacconi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching bei München, Germany).

Вторая группа исследователей включает I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden), S. Muller (Onsala), F. Combes (Observatoire de Paris, France), S. Aalto (Onsala), A. Beelen (Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Sud, France), J. Darling (University of Colorado, Boulder, USA), M. Guélin (IRAM, Saint Martin d’Hère, France; Ecole Normale Supérieure/LERMA, Paris, France), C. Henkel (Max-Planck-Institut für Radioastronomie [MPIfR], Bonn, Germany; King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia), C. Horellou (Onsala), J. M. Marcaide (Universitat de València, Spain), S. Martín (ESO, Santiago, Chile), K. M. Menten (MPIfR), Dinh-V-Trung (Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi, Vietnam) и M. Zwaan (ESO, Garching, Germany).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – крупнейшем из существующих астрономических проектов. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Françoise Combes
Observatoire de Paris, LERMA
Paris, France
Телефон: +33 1 4051 2077
Email: francoise.combes@obspm.fr

Ivan Martí-Vidal
Chalmers University of Technology
Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden
Телефон: +46 31 772 5557
Email: ivan.marti-vidal@chalmers.se

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1344.
Bookmark and Share

О релизе

Релиз №:eso1344ru
Название:NGC 1433
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013A&A...558A.124C
2013A&A...558A.123M

Изображения

Composite view of the galaxy NGC 1433 from ALMA and Hubble
Composite view of the galaxy NGC 1433 from ALMA and Hubble
только на английском
The distant active galaxy PKS 1830-211 from Hubble and ALMA
The distant active galaxy PKS 1830-211 from Hubble and ALMA
только на английском
The nearby active galaxy NGC 1433 from ALMA and Hubble
The nearby active galaxy NGC 1433 from ALMA and Hubble
только на английском
ALMA view of molecular gas in the centre of NGC1433
ALMA view of molecular gas in the centre of NGC1433
только на английском
Wide-field view of the galaxy NGC1433
Wide-field view of the galaxy NGC1433
только на английском
Wide-field view of the sky around the distant active galaxy PKS 1830-211
Wide-field view of the sky around the distant active galaxy PKS 1830-211
только на английском

Видео

Zooming in on the active galaxy NGC 1433
Zooming in on the active galaxy NGC 1433
только на английском
Zooming in on the distant active galaxy PKS 1830-211
Zooming in on the distant active galaxy PKS 1830-211
только на английском
Artist’s impression of ALMA observations of a gravitationally-lensed supermassive black hole
Artist’s impression of ALMA observations of a gravitationally-lensed supermassive black hole
только на английском

Также смотрите наши