Астрономия

Расположенная в созвездии Гидра спиральная галактика Южная Вертушка (М83) до сих пор считалась классической звездообразующей системой — без признаков активности сверхмассивной черной дыры в центре. Однако недавно, с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили в «сердце» M83 компактный источник мощного излучения, указывающий на присутствие активного галактического ядра, питаемого черной дырой.

Южная Вертушка входит в состав группы галактик Центавра А, одной из ближайших к Местной группе, где находится Млечный Путь. В ее недрах кипит жизнь: молодые массивные звезды вспыхивают сверхновыми, обогащая межзвездную среду тяжелыми элементами. Но все это, как оказалось, может быть лишь красивым фасадом.

С помощью сверхчувствительного инфракрасного спектрографа MIRI, установленного на борту «Уэбба», международная группа астрономов под руководством Свеа Хернандес (Svea Hernandez) из Института исследований космоса в Мэриленде (США) впервые зафиксировала спектральные линии ионизированного неона V (Ne V) и неона VI (Ne VI) — одни из наиболее надежных признаков наличия активного галактического ядра.

Ранее в центре M83 не удавалось зарегистрировать подобные сигнатуры в каких-либо диапазонах. Более того, объяснить выявленные линии одним только звездообразованием нельзя: для столь сильной ионизации неона необходим источник жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, показали, что источником излучения неона V (Ne V) стала компактная область протяженностью около 58,7 светового года, расположенная примерно в 456 световых годах от оптического центра галактики. В инфракрасном диапазоне она выглядит как четкая, точечная структура.

Эти данные затем сравнили с фотоионизационными моделями, однако последние обычно работают только при сверхмалой плотности межзвездной среды — порядка 0,01 частицы на кубический сантиметр. По итогу более подходящей альтернативой исследователи сочли слабый, но стабильный поток ионизирующего излучения, выходящий из центрального источника — предположительно, скрытого активного ядра с черной дырой.

Новая модель предполагает, что облако газа попало в область своеобразного «прожектора», исходящего из центра галактики. Этот свет, прорываясь через слои пыли и газа, возбуждает атомы неона на большом расстоянии от ядра. Подобный эффект ранее наблюдали в других галактиках, но в М83 — впервые.

Новые данные, однако, нельзя назвать достоверными на 100%: чтобы окончательно подтвердить наличие черной дыры в «сердце» Южной Верушки, ученым предстоит провести дополнительные наблюдения в других диапазонах — в том числе рентгеновском и радио-, — а также построить более сложные модели.