«В принципе, сверхмассивные черные дыры засасывают все, — говорит Ван, — но мы обнаружили, что это неверно."Астрономы когда-то думали, что сверхмассивные чёрные дыры с их интенсивным гравитационным притяжением без разбора пожирают всевозможные звёзды, пыль и другую материю в огромных количествах. Но в последние годы, используя рентгеновское излучение как меру тепла, выделяемого мощными гравитационными силами, они неожиданно обнаружили, что большая часть сверхмассивных черных дыр срастает материю на очень низких уровнях.
Фактически, характерное рентгеновское излучение сверхмассивных черных дыр, которое исходит из области, намного большей, чем сами черные дыры, часто настолько удивительно слабое, что объекты трудно отличить от их центров галактик. «Было большой загадкой, почему большинство этих сигналов черных дыр такие слабые», — говорит Ван, эксперт по рентгеновскому анализу глубокого космоса.
Теперь, воспользовавшись преимуществом очень долгого времени наблюдений с помощью инструмента Чандра и их детальным знанием ближайшей сверхмассивной черной дыры, Стрельца A * (Sgr A *), примерно в 26000 световых лет от нас в центре нашей собственной галактики Млечный Путь, он и международный команда астрономов протестировала ведущие модели аккреции. Впервые они смогли точно определить и различить источники рентгеновского излучения вблизи Sgr A * и точно определить, чем питается сверхмассивная чёрная дыра.
Аванс описан в текущем выпуске журнала Science.
Чтобы объяснить слабые рентгеновские сигналы, некоторые астрономы предположили, что выбросы из областей вокруг СМЧД не имеют ничего общего с самой черной дырой, а скорее с скоплением маломассивных звезд, связанных с СМЧД.
Ван добавляет: «Рядом с этими сверхмассивными ЧД находится огромное количество молодых массивных звезд, а также звезд с малой массой, поэтому в центре галактики очень многолюдно. Трудно сказать, что происходило."
"С массивными звездами связаны чрезвычайно сильные ветры, которые сталкиваются и вращаются с очень высокой скоростью, что делает газы в этой среде очень горячими. Мы обнаружили, что, во-первых, сверхмассивная чёрная дыра испытывает трудности с аккрецией таких газов.
Во-вторых, газы слишком горячие, чтобы черная дыра могла их проглотить. Вместо этого он отклоняет около 99 процентов этого сверхгорячого материала, впуская только небольшое количество. Это имеет смысл, потому что чем горячее газы, тем труднее черной дыре втянуть их внутрь."
Он отмечает, что диета из более холодных газов будет нарастать более упорядоченным образом, но сфера влияния SMBH и ее способность наращивать или втягивать новый материал уменьшаются с повышением температуры газа.
Ван, который выполнял эту работу при поддержке НАСА во время четырехмесячного творческого отпуска в качестве выдающегося приглашенного астронома Раймонда и Беверли Саклер в Кембриджском университете, США.K., указывает: «Теперь мы физически решили эту проблему и впервые установили связь между массивными звездами, движущимися вокруг черных дыр, и материалом, излучающим рентгеновские лучи. Мы можем окончательно исключить, что эти рентгеновские лучи исходят от скопления маломассивных звезд.
Мы не видим ожидаемой энергетической сигнатуры, предсказываемой этим сценарием."
Он добавляет, что астрономы не только обнаружили источник рентгеновского излучения, но и впервые смогли описать его удлиненную форму. "Теперь мы знаем, какой материал попадает в черную дыру, хотя, как именно это происходит, — это еще один вопрос."
Другие члены международной команды с Вангом — из Кембриджского и Лестерского университетов, США.K.; Массачусетский Институт Технологий; Амстердамский университет; Китайская академия наук; Католический университет Чили; Калифорнийский университет в Беркли; Страсбургский университет; Национальный центр научных исследований, Париж; Северо-Западный университет; Нанкинский университет; Бостонский университет и Мэрилендский университет, Колледж-Парк.
Центр нашей собственной галактики предоставил команде отличную лабораторию для изучения таких вопросов, потому что, как говорит Ван, «мы знаем, какие звезды находятся здесь, в нашем собственном центре города.«Еще одна сильная сторона этого исследования, инструмент Chandra, обеспечивает улучшенную спектральную разрешающую способность, — добавляет он.
Вдобавок исследователи наслаждались беспрецедентным временем наблюдения в 3 мегасекунды, почти пять недель, с помощью рентгеновской обсерватории Чандра.
«Нам потребовалось это время, потому что цель настолько тусклая, нам нужен сигнал достаточной мощности для обработки данных, чтобы сконцентрироваться на таких спокойных выбросах и надежно идентифицировать сигнатуры."