Черная дыра в соседней галактике

Благодаря исключительной чувствительности массива радиотелескопов Very Large Array им. Карла Янского (VLA)1 астрономы зарегистрировали поток радиоизлучения от объекта, являющегося, по их мнению, сверхмассивной черной дырой в центре одной из галактик Местной группы — небольшого спутника Туманности Андромеды (M31), по каталогу Мессье имеющего обозначение M32. Первые доказательства существования в этой галактике черной дыры ранее были получены по результатам измерений лучевых скоростей звезд вблизи ее ядра. На него же указывал сравнительно высокий уровень испускаемого ею рентгеновского излучения. Открытие было сделано благодаря значительному (почти на два порядка) повышению чувствительности массива VLA в ходе десятилетней программы обновления электронных систем радиотелескопов, которая была завершена в 2012 г. и обошлась в 98 млн долларов.

Комбинированное изображение галактики М32 (врезка) на фоне снимка Туманности Андромеды в оптическом диапазоне. Цвета на врезке условные: фиолетовый соответствует видимому свету, красный — радиодиапазону, зеленый — рентгеновскому излучению. Белое пятно в центре — ядро М32, интенсивно излучающее во всех диапазонах. Наиболее яркие красные сгустки представляют собой предполагаемые радиоизображения планетарных туманностей.

M32, как и ее «хозяйка» M31, находится от нас на расстоянии около 2,5 млн. световых лет. В отличие от Млечного Пути и Туманности Андромеды, представляющих собой спиральные галактики с довольно активным звездообразованием, М32 — типичная карликовая эллиптическая галактика с очень низким темпом рождения новых звезд и почти полным отсутствием межзвездного вещества.

Как сейчас принято считать, практически каждая галактика содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру. Когда на нее падает вещество из окружающего пространства, оно закручивается в раскаленный до сверхвысоких температур аккреционный диск, вдоль оси которого часть этого вещества выбрасывается обратно в космос в виде двух противоположно направленных струй (джетов), движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Такие структуры часто генерируют радиоволны, регистрируемые с помощью радиотелескопов.

Интенсивность излучения зависит от скорости поглощения черной дырой падающего вещества и характеристик его движения. Сверхмассивные черные дыры в ядрах Млечного Пути и Туманности Андромеды излучают в радиодиапазоне довольно слабо по сравнению со многими другими галактиками.

Новооткрытый слабый радиоисточник в М32, по мнению исследовавших его ученых, вполне может быть связан с центральной сверхмассивной черной дырой в этой системе, масса которой, по данным оптических наблюдений, составляет около 2,5 млн масс Солнца. На самом деле такой уровень активности для подобных карликовых галактик достаточно велик: он сопоставим с активностью центральной черной дыры нашего Млечного Пути, хоть последний и тяжелее М32 почти в 100 тыс. раз. Поэтому детальное изучение нового радиоисточника даст астрономам прекрасную возможность лучше понять физику таких необычных сверхмассивных объектов.

Интересно, что во время наблюдений галактики М32 с помощью VLA было случайно сделано еще одно открытие — в этой звездной системе выявили три радиоисточника, которые соответствуют планетарным туманностям, ранее обнаруженным телескопами, работающими в видимом диапазоне. Эти туманности состоят из горячего ионизированного газа, выброшенного звездами солнечных масс на последней стадии их эволюции. До сих пор радиоизображения таких объектов за пределами Млечного Пути и его ближайших «соседей» (Большого и Малого Магеллановых Облаков) получить не удавалось.