Обнаружена черная дыра, скрывающаяся в яркой спиральной галактике
Яркие спиральные рукава и звездная активность галактики Южная Вертушка, или Мессье 83 (M83), ослепляют астрономов. Однако, глубоко в ее светящемся центре что-то мощное оставалось невидимым - до сих пор.
Об открытии рассказывает блог "Интересные новости исследований космоса" (https://andriyl.hashnode.dev/uebb-obnaruzhil-nameki-na-davno-iskomuyu-chernuyu-dyru-v-serdce-m83) со ссылкой на пресс-релиз Европейского космического агентства (https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_spots_clues_of_black_hole_at_heart_of_nearby_galaxy_M83).
Недавние наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), возможно, обнаружили долгожданные доказательства существования сверхмассивной черной дыры в ядре этой галактики.
Это открытие, сделанное с помощью Инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI) Уэбба, знаменует собой значительный сдвиг в нашем понимании M83 и других галактик, которые когда-то считались системами, состоящими лишь из вспышек звездообразования.
M83 находится всего в 15 миллионах световых лет от нас -- относительно близко в космическом масштабе. Ее классификация как спиральной галактики с перемычкой и интенсивной звездообразующей активностью сделала ее объектом частых исследований.
Однако, несмотря на десятилетия детального изучения, исследователям не удалось обнаружить признаков активного галактического ядра (AGN), которое обычно ожидается в галактиках ее размера и структуры.
Более старые оптические и ближние инфракрасные наблюдения указывали на сложную центральную область галактики. Прошлые усилия даже обнаружили несколько центров-кандидатов, каждый из которых несколько отличался по расположению и свойствам. Однако ни одна из этих зон не дала достаточно доказательств, чтобы подтвердить наличие AGN. Если галактика содержала сверхмассивную черную дыру, она должна была быть в состоянии покоя, скрытой или невероятно слабой.
Астрономы подозревали, что густая пыль может заслонять слабые сигналы AGN, особенно в зоне ядра вспышки звездообразования галактики. Чувствительность Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне изменила эту ситуацию. Благодаря MIRI исследователи теперь видят то, что не могли увидеть предыдущие инструменты.
Новое исследование под руководством Свеа Эрнандес сообщило о четком обнаружении высокоионизированного излучения в центре M83. Это излучение требует энергий гораздо более высоких, чем могут генерировать типичные звездные процессы.
"Наше открытие высокоионизированного неонового излучения в ядре M83 было неожиданным", - говорит Эрнандес. "Эти сигнатуры требуют большого количества энергии для производства -- больше, чем могут генерировать обычные звезды. Это убедительно свидетельствует о наличии AGN, которое до сих пор не удавалось обнаружить".
"До Уэбба у нас просто не было инструментов для обнаружения таких слабых и высокоионизированных газовых сигнатур в ядре M83", - добавляет Свеа. "Теперь, с его невероятной чувствительностью в среднем инфракрасном диапазоне, мы наконец можем исследовать эти скрытые глубины галактики и обнаружить то, что когда-то было невидимым".
"Уэбб революционизирует наше понимание галактик", - сказала соавтор исследования Линда Смит. "Годами астрономы безуспешно искали черную дыру в M83. Теперь мы наконец имеем убедительное доказательство того, что она может там существовать".
"Это открытие демонстрирует, как Уэбб делает неожиданные прорывы, - отметила Смит. "Астрономы считали, что они исключили наличие сверхновой в M83, но теперь у нас есть свежие доказательства, которые ставят под сомнение прошлые предположения и открывают новые пути для исследований".
Десятилетиями M83 была хрестоматийным примером галактики со вспышкой звездообразования. Оптические данные не указывали на наличие центральной черной дыры, но открытие высокоионизационных неоновых линий изменило эту картину. Диагностика в среднем инфракрасном диапазоне, которому меньше мешает пыль, обнаружила то, что пропустили оптические инструменты.
Исследование призывает астрономов переосмыслить то, что определяет галактику со взрывом звездообразованием. Благодаря JWST подобные скрытые ядра вскоре могут быть обнаружены также в других соседних системах.
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.