Интерферометр КЕК напрямую разрешил аккреционные диски у черных дыр в центрах галактик

Astronomy.com
8 декабря 2009 года

Институт Макса Планка, Бонн, Германия

С помощью интерферометра КЕК на Гаваях были проведены измерения в инфракрасном диапазоне для активного ядра близкой галактики. Команда под руководством Макото Кишимото (Makoto Kishimoto) из института Макса Планка, измерила радиус кольцеобразной эмиссии разогнанных пылевых частичек, что дает представление о морфологии аккреционного диска, вращающегося вокруг черной дыры в этом ядре.

Ядра многих галактик интенсивно излучают на разных длинах волн - от рентгеновских до радиоволн. Ученые считают, что излучение активных галактических ядер (AGN) подпитывается сверхмассивными черными дырами. Газ и пыль в аккреционном диске особенно ярки в оптическом и инфракрасном диапазонах.

В мае 2009 года, Кишимото и его команда наблюдали 4 таких AGN на интерферометре Кек на Гаваях. Среди объектов были NGC 4151, относительно близкая галактика на расстоянии всего 50 млн световых лет, и также далекий квазар с красным смещением 0.108 (что соответствует расстоянию в миллиард световых лет). Для последующих наблюдений использовался инфракрасный телескоп Великобритании (UKIRT).

Астрономы пытались увидеть, как сверхмассивная черная дыра поглощает окружающий газ и как она создает сильную реактивную струю. Но для разрешения этого объекта на детали, нужен был телескоп диаметром в 100 метров. Пришлось использовать интерферометр.

"Технология, которую мы использовали, очень нова и очень требовательна к условиям наблюдения и анализа данных," говорит Роберт Антонуччи (Robert Antonucci) из Университета Калифорнии в Санта-Барбара.

В будущем появятся телескопы или массивы телескопов на площади в несколько миль. Такие массивы уже используются на радиоволнах, но для визуального и инфракрасного диапазона их пока еще нет, и оптическая/инфракрасная интерферометрия еще находится на своей ранней стадии - используя два или три телескопа. Массив-прототип был создан из двух телескопов КЕК диаметром 10 метров каждый.

Хотя интерферометр КЕК уже использовался для наблюдения многих звезд нашей галактики, было по-прежнему непросто наблюдать внегалактические объекты, особенно сверхмассивные черные дыры в ядрах других галактик. Такие наблюдения с помощью интерферометра представляют собой нетривиальную задачу, особенно на инфракрасных волнах. Трудность напрямую зависит от длины волны - чем короче, тем труднее.

До недавнего времени с помощью интерферометра КЕК удалось наблюдать только одну AGN - галактику NGC 4151, один из самых ярких источников на оптических/инфракрасных волнах. Новые наблюдения 4 галактик с большей чувствительностью показали четкую картину - кольцеобразная эмиссия песчинок, погруженных в газ аккреционного диска.

Используя различные, независимые друг от друга измерения радиуса областей кружащейся пыли по разнице оптического и инфракрасного диапазона, команда думает, что можно определить распределение материала в диске, кружащимся вокруг черной дыры - насколько этот диск компактен.

"С самым лучшим разрешением на инфракрасных волнах мы можем увидеть только относительно далекие области всей системы," говорит Кишимото. "Мы надеемся достичь лучшего разрешения, используя телескопы, находящиеся гораздо дальше друг от друга, чтобы подобраться еще ближе к центру. Кроме этого мы рассчитываем также понаблюдать другие системы со сверхмассивными черными дырами в центре."

Комментарий доктора Майкла: что творится... уже практически рассматриваем аккреционные диски напрямую. Могли ли великие теоретики 60х предполагать, что такое будет возможным уже через каких-то 40-50 лет? А что дальше? Фото черной дыры анфас-профиль?

Пульс 3. Наблюдения аккреционных дисков from DrMichael on Vimeo.