Новости науки 05.11.01. Новая загадка активных галактик: телескоп Gemini не видит пылевого кольца в М87

В статье Э.Перлмана и др. (Eric Perlman et al.) Astrophysical Journal, 561 , L51-L54, 1 ноября 2001 г. опубликованы результаты наблюдений ядра галактики М87 в инфракрасном диапазоне около 10 микрон, которые, несмотря на беспрецедентую чувствительность, не обнаружили там пылевого кольца, предсказываемого большинством теоретиков для таких галактик.

Источником мощности активных галактик, считаются массивные черные дыры , окруженные аккреционным диском, светящим в ультрафиолете (УФ) и рентгене, и кольцом пыли, которое может экранировать жесткое излучение и обязательно должно переизлучать энергию в инфракрасном (ИК) диапазоне. См. примеры здесь , а также здесь на www.scientific.ru. В радиогалактиках (около 15% активных галактик) видны мощные струи ("джеты") релятивистских частиц, вылетающих из центра. Это так называемая "унифицированная схема" успешно объясняющая свойства радиогалактик и квазаров, хотя есть и сомнения во всеобщности этой схемы.

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики М87. Credit: Jon Lomberg

Галактика M87 знаменита своим джетом. Это ближайшая к нам гигантская эллиптическая галактика - расстояние до нее 50 млн. св.лет (16 Мпк). Наблюдения на космическом телескопе Хаббл показали, что масса центрального объекта размером с солнечную систему (скорее всего это черная дыра) около 3 млрд. масс Солнца.

Унифицированная схема предсказывает размер пылевого кольца около 10⁵ - 10⁶ радиусов горизонта черной дыры. Т.е. при наблюдениях с Земли это кольцо должно быть видно под углом 0.3 - 3 секунды дуги. Поэтому были большие надежды увидеть его в диапазоне волн около 10 микрон на 8-метровом телескопе обсерватории Gemini.

Эта обсерватория должна состоять из двух одинаковых 8-метровых телескопов, управляемых международным содружеством астрономов. Один телескоп (Gemini North) расположен на Мауна Кеа, Гаваи, он уже работает, а второй (Gemini South) сооружается в Чили.

Изображения ядра и джета М87:

Gemini - мозаичное ИК;

VLA - радио;

Хаббл (HST) - видимый свет;

Чандра - рентген

Наблюдения проводились 3 и 10 мая 2000 г. в полосе шириной 5.3 микрон с центром на волне 10.8 микрон с суммарным временем накопления сигнала 7 часов. Эти наблюдения в 10 раз более глубокие, чем ранее проведенные на 10-метровом телескопе Кек. Было достигнуто очень высокое угловое разрешение (~0.45"), что позволило впервые увидеть в ИК ядро М87 и несколько сгустков в джете.

К большому удивлению все ИК излучение ядра можно прекрасно объяснить синхротронным излучением, которое фиттирует ранее наблюдавшееся радио, видимое и рентгеновское свечение ядра. Т.е. огромный ИК избыток, который должен был бы порождаться пылевым кольцом обнаружен не был. К примеру, в Лебеде А и Центавре А - двух знаменитых радиогалактиках, отношение потока от пылевого кольца к потоку от джета в 1000 раз выше, чем в М87! Возможно, это говорит о том, что в М87 гораздо меньше вещества вокруг черной дыры, чем в других радиогалактиках. Чем же тогда питается активность ядра? Требуется много новых детальных наблюдений, а возможно и пересмотр основных концепций теоретических моделей.

перейти к началу страницы