Международная группа астрофизиков из Канады, Германии, Нидерландов, Испании, Великобритании и США провела детальное исследование космического ветра, исходящего от активного ядра галактики IRAS 13224-3809 . Этот объект, вероятно, содержит сверхмассивную черную дыру, которая «расчищает» окружающее пространство от материи. Результаты работы были опубликованы в престижном журнале Nature , и они открывают новые горизонты в понимании процессов, происходящих вблизи черных дыр.
Активное ядро и его тайны
Активные ядра галактик — это одни из самых энергичных объектов во Вселенной. Они испускают мощное излучение, включая рентгеновские лучи, которые возникают в короне — области вокруг черной дыры. Однако точная геометрия этой короны до сих пор остается загадкой. В своей работе ученые сфокусировались на анализе рентгеновской реверберации — задержки между непрерывным и отраженным излучением, что позволяет изучить устройство внутреннего края аккреционного диска.
Галактика IRAS 13224-3809: лаборатория для исследований
Объект IRAS 13224-3809 представляет собой сейфертовскую галактику типа I с красным смещением z=0,0658 . Эти системы известны своими широкими спектральными линиями и релятивистскими выбросами газа из аккреционного диска. Для наблюдений за этим объектом использовались космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR , которые зафиксировали интенсивное рентгеновское излучение.
Сейфертовские галактики похожи на квазары, но их яркость активного ядра составляет лишь 20% от общей светимости галактики (у квазаров этот показатель достигает 90% ). Это делает их идеальной моделью для изучения процессов, происходящих в активных ядрах.
Космический ветер и его роль
Одним из ключевых открытий стало изучение космического ветра — потока газовой материи, исходящего от активного ядра. Скорость этих потоков в галактике IRAS 13224-3809 достигает 71 тысячи километров в секунду (или 0,236 скорости света ), что делает их одними из самых быстрых среди известных космических ветров. Эти потоки распространяются на сотни гравитационных радиусов (расстояний, ограниченных горизонтом событий черной дыры).
Космический ветер играет решающую роль в регулировании роста галактик. Высвобождая огромное количество энергии в межзвездную среду, он очищает пространство вокруг активного центра галактики. Этот процесс является частью петли обратной связи, где яркость ядра определяется количеством материи, падающей на черную дыру, а скорость поглощения материи зависит от яркости самого ядра.
Рентгеновская реверберация и ее значение
Изучение рентгеновской реверберации позволило ученым получить уникальные данные о внутреннем крае аккреционного диска. Отраженное излучение, зарегистрированное телескопами, указывает на высокую степень искривления светового пучка вблизи горизонта событий черной дыры. Это явление объясняется эффектами общей теории относительности.
В спектрах излучения были обнаружены характерные линии испускания железа и комптоновский горб, что позволило выполнить элементный анализ излучающей материи. Эти данные помогают понять процессы, происходящие на различных расстояниях от черной дыры.
Заключение
Галактика IRAS 13224-3809 стала настоящей «лабораторией» для изучения активных ядер галактик. Благодаря исследованиям космического ветра и рентгеновского излучения ученые смогли продвинуться в понимании того, как сверхмассивные черные дыры влияют на эволюцию галактик. Это исследование подчеркивает важность таких объектов для изучения фундаментальных законов физики и устройства Вселенной.