Гигантская галактика вокруг гигантской черной дыры

Эта гигантская черная дыра с массой 6,5 млрд. солнечных расположена в эллиптической галактике Messier 87 (M87). EHT - это проект международного сотрудничества, поддержкой которого в США занимается Национальный научный фонд.

Это изображение с космического телескопа Спитцер демонстрирует всю галактику M87 в инфракрасном свете. EHT-изображение, напротив, опиралось на радиоволны и показывало тень черной дыры на фоне высокоэнергетического материала вокруг неё.

Расположенная на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли, M87 уже более 100 лет является объектом астрономических исследований с помощью многих обсерваторий НАСА, включая космический телескоп Хаббл, рентгеновскую обсерваторию Чандра и NuSTAR. В 1918 году астроном Хибер Кертис впервые заметил «любопытный прямой луч», выходящий из центра галактики. Этот яркий высокоэнергетический джет, образованный диском материала, быстро вращающимся вокруг черной дыры, виден в диапазоне от радиоволн до рентгеновских лучей. Когда частицы в джете воздействуют на межзвездную среду, они создают ударную волну, излучающую инфракрасные и радиоволны света, но не видимого света. На изображении Спитцера ударная волна более заметна, чем сам джет.

Более яркий джет, расположенный справа от центра галактики, движется почти прямо к Земле. Его яркость усиливается из-за его высокой скорости в нашем направлении, но еще более из-за релятивистских эффектов, которые возникают из-за того, что материал в джете движется со скоростью, близкой к скорости света. Траектория джета немного смещена относительно нашей прямой видимости галактики, поэтому мы можем видеть часть длины джета. Ударная волна начинается вокруг точки, где джет, кажется, изгибается вниз, выделяя области, где быстро движущиеся частицы сталкиваются с газом в галактике и замедляются.

Второй джет удаляется от нас так быстро, что релятивистские эффекты делают его невидимым на всех длинах волн. Но ударную волну, которую он создает в межзвездной среде, все еще можно увидеть.

Расположенная на левой стороне центра галактики ударная волна выглядит как перевернутая буква «С». Хотя джет не виден на оптических изображениях, его видно на радиоволнах, как на этом изображении от национальной радиоастрономической обсерватории Very Large Array.

Комбинируя наблюдения в инфракрасном диапазоне, радиоволнах, видимом свете, рентгеновских лучах и гамма-лучах, ученые могут изучать физику этих мощных джетов. Ученые все еще стремятся к твердому теоретическому пониманию того, как газ, втягиваемый в черные дыры, создает джеты.

Инфракрасный свет на длинах волн 3,6 и 4,5 микрон отображается в синем и зеленом цветах и показывает распределение звезд, пылевые объекты, которые ярко светятся на 8,0 микрон, показаны красным. Изображение было получено во время первоначальной «холодной» миссии Спитцера.