Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил новые свидетельства скрытой чёрной дыры в галактике M83

Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили новые убедительные доказательства существования давно искомой сверхмассивной черной дыры в центре близкой галактики Мессье 83 (M83).

Неожиданное открытие, ставшее возможным благодаря наблюдениям с помощью прибора MIRI (Mid-Infrared Instrument) телескопа «Уэбб», позволяет получить самые убедительные данные, свидетельствующие о том, что в центре спиральной галактики, как давно предполагали астрономы, скрывается черная дыра.

Обнаружение высокоионизированного неонового газа вблизи галактического ядра M83 свидетельствует об энергетическом признаке, который обычно связывают с присутствием активного галактического ядра (AGN), являющегося визитной карточкой растущей сверхмассивной черной дыры.

Новые данные ставят под сомнение предыдущие наблюдения, охватывающие несколько десятилетий, и открывают новые пути к пониманию скрытой динамики того, что астрономы называют «галактикой Южная Вертушка».

Загадка длиной в десятилетия

Астрономы давно признали, что массивные спиральные галактики могут содержать AGN в своих ядрах. Однако подтвердить наличие таковой в центре M83 оказалось непросто, поскольку предыдущие наблюдения указывали на то, что любая скрывающаяся там черная дыра должна быть либо спящей, либо глубоко спрятанной в пыльном космическом материале.

Мощные возможности «Уэбба» в среднем инфракрасном диапазоне позволяют астрономам заглянуть за космическую завесу, создаваемую таким материалом, наблюдая за светом на длинах волн, невидимых невооруженным глазом и более ранними космическими телескопами, такими как «Хаббл».

«Наше открытие высокоионизированного неонового излучения в ядре M83 было неожиданным», — говорит Свеа Эрнандес, ведущий автор исследования и научный сотрудник AURA Европейского космического агентства в Научном институте космического телескопа в Балтиморе. «Для образования этих признаков требуется большое количество энергии — больше, чем могут генерировать обычные звезды. Это убедительно свидетельствует о наличии AGN, которая до сих пор была неуловима».

Видеть невидимое

Благодаря возможностям MIRI «Уэбб» смог заметить небольшие сгустки высокоионизированного газа, расположенные вблизи ядра M83. Астрономы признают, что энергия, необходимая для создания подобных сигнатур, превышает ту, которую можно объяснить сверхновыми или другой обычной звездной активностью.

На данный момент ведущим объяснением наблюдений «Уэбба» является AGN, хотя существует и несколько альтернативных вариантов. Среди них астрономы также рассматривают экстремальные ударные волны в окружающей межзвездной среде как еще одно возможное объяснение.

«До появления «Уэбба» у нас просто не было инструментов для обнаружения таких слабых и высокоионизированных газовых сигнатур в ядре М83», — добавил Эрнандес. «Теперь, благодаря его невероятной чувствительности в среднем инфракрасном диапазоне, мы наконец-то сможем исследовать эти скрытые глубины галактики и обнаружить то, что раньше было невидимым».

Новая эра открытий

По словам Линды Смит, соавтора исследования и научного сотрудника Научного института космического телескопа «Уэбб» совершает революцию в нашем понимании галактик. «В течение многих лет астрономы безуспешно искали черную дыру в M83. Теперь у нас наконец-то есть убедительная подсказка, которая позволяет предположить, что она там есть».

«Это открытие демонстрирует, как Уэбб совершает неожиданные прорывы», — добавила Смит. «Раньше считалось, что AGN в M83 исключён, но теперь у нас есть свежие данные, которые ставят под сомнение прежние выводы и открывают новые пути для исследований».

В качестве следующих шагов команда планирует последующие исследования, которые будут включать наблюдения с других инструментальных массивов, таких как Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и Very Large Telescope (VLT). Данные, полученные с помощью этих мощных обсерваторий, помогут астрономам определить, действительно ли излучение, обнаруженное в последних данных «Уэбба», исходит от сверхмассивной черной дыры, или же одна из других высокоэнергетических возможностей предлагает лучшее объяснение.

По сути, новые результаты подчеркивают важнейшую роль космического телескопа «Джеймс Уэбб» в расширении астрофизики черных дыр благодаря обнаружению скрытых особенностей в близлежащих галактиках.

Дальнейшие исследования этих загадочных структур могут в конечном итоге раскрыть наиболее четкую картину этих постоянных космических тайн, что в конечном итоге позволит сфокусировать внимание на давно скрытых особенностях черных дыр.