Кредит за изображение: ESO
Изпълнението на стара мечта на астрономите, наблюденията с много големия телескопски интерферометър (VLTI) в Обсерваторията на Паранал ESO (Чили) направиха възможно да се получи ясна картина на непосредственото обкръжение на черната дупка в центъра на активна галактика , Новите резултати се отнасят до спиралната галактика NGC 1068, разположена на разстояние около 50 милиона светлинни години.
Те показват конфигурация на сравнително топъл прах (около 50 ° С) с размери 11 светлинни години и дебелина 7 светлинни години, с вътрешна, по-гореща зона (500 ° С), широка около 2 светлинни години.
Тези образни и спектрални наблюдения потвърждават настоящата теория, че черните дупки в центровете на активни галактики са закрепени в плътна структура на газ и прах във формата на понички, наречена „торус“.
За това последващо проучване, първият по рода си екстрагалактичен обект с помощта на дългосрочна инфрачервена интерферометрия, международен екип от астрономи [2] използва новия MIDI инструмент в лабораторията VLTI. Той е проектиран и конструиран в сътрудничество между германски, холандски и френски изследователски институти [3].
Комбинирайки светлината от два 8,2-метрови телескопа VLT по време на два наблюдателни цикъла съответно през юни и ноември 2003 г., беше постигната максимална разделителна способност 0,013 арсека, което съответства на около 3 светлинни години на разстоянието от NGC 1068. Инфрачервен спектър на получени са централните участъци на тази галактика, които показват, че нагретият прах вероятно има алумино-силикатен състав.
Новите резултати са публикувани в изследователски документ, появяващ се на 6 май 2004 г., брой на международното изследователско списание Nature.
NGC 1068 - типична активна галактика
Активните галактики са сред най-зрелищните обекти в небето. Техните компактни ядра (AGN = Active Galaxy Nuclei) са толкова светещи, че могат да затъмнят цялата галактика; „Квазарите“ са крайни случаи на това явление. Тези космически обекти показват много интересни наблюдателни характеристики в целия електромагнитен спектър, вариращи от радио до рентгеново излъчване.
Вече има много доказателства, че крайната електроцентрала на тези дейности произхожда от свръхмасивни черни дупки с маси до хиляди милиони пъти повече от масата на нашето Слънце, вж. например ESO PR 04/01. Този в галактиката Млечен път има само около 3 милиона слънчеви маси, вж. ESO PR 17/02. Смята се, че черната дупка се захранва от плътно навит диск за натрупване на газ и прах, които я обграждат. Материалът, който попада към такива черни дупки, ще се компресира и нагрява до огромни температури. Този горещ газ излъчва огромно количество светлина, причинявайки активно ядрото на галактиката да свети толкова ярко.
NGC 1068 (известен още като Messier 77) е сред най-ярките и най-близките активни галактики. Разположен в съзвездието Цетус (Китът) на разстояние около 50 милиона светлинни години, той изглежда като доста нормална, преградена спирална галактика. Ядрото на тази галактика обаче е много светещо не само в оптичната, но и в ултравиолетовата и рентгенова светлина. За ядрената активност в NGC 1068 е необходима черна дупка с маса, равна на около 100 милиона пъти по-голяма от масата на нашето Слънце.
Наблюденията на VLTI
В нощите от 14 до 16 юни 2003 г. екип от европейски астрономи [2] проведе първа серия от наблюдения, за да провери научния потенциал на новоинсталирания инструмент MIDI върху VLTI. Те проучиха и активната галактика NGC 1068. Още при този първи опит беше възможно да се видят подробности в близост до центъра на този обект, вж. ESO PR 17/03.
MIDI е чувствителен към светлина с дължина на вълната близо 10 m, т.е. в средно-инфрачервения спектрален регион ("термичен инфрачервен"). С разстояния между допринасящите телескопи („базови линии“) до 200 m, MIDI може да достигне максимална ъглова резолюция (острота на изображението) от около 0,01 арсек. Също толкова важно, като комбинира светлинните лъчи от два 8,2-метрови VLT модула телескопи, MIDI вече позволява за първи път да извърши инфрачервена интерферометрия на сравнително слаби обекти извън нашата собствена галактика Млечния път.
Със своята висока чувствителност към топлинно излъчване, MIDI е идеално подходящ за изучаване на материал в силно затъмнените райони в близост до централна черна дупка и се нагрява от нейното ултравиолетово и оптично лъчение. Енергията, абсорбирана от праховите зърна, след това се излъчва отново при по-дълги вълни в термичната инфрачервена спектрална област между 5 и 100 m.
Централният регион в NGC 1068
Допълнителни интерферометрични наблюдения бяха осигурени през ноември 2003 г. при изходно ниво от 42 m. След внимателен анализ на всички данни, постигнатата пространствена разделителна способност (острота на изображението) и подробните спектри позволиха на астрономите да проучат структурата на централния регион на NGC 1068.
Те откриват наличието на вътрешен, сравнително „горещ“ облак прах, нагряван до около 500 ° С и с диаметър, равен или по-малък от постигнатата острота на изображението, т.е. около 3 светлинни години. Той е заобиколен от по-хладен, прашен район, с температура около 50 ° С, с размери 11 светлинни години и дебелина около 7 светлинни години. Това най-вероятно е прогнозираният централен, дискообразен облак, който се върти около черната дупка.
Сравнителната дебелина на наблюдаваната структура (дебелината е ~ 65% от диаметъра) е от особено значение, тъй като тя може да остане стабилна само ако бъде подложена на непрекъснато впръскване на движеща се („кинетична“) енергия. Обаче никой от настоящите модели на централни региони в активни галактики не дава убедително обяснение на това.
Спектрите MIDI, покриващи интервала на дължината на вълната от 8 - 13,5 м, също предоставят информация за възможния състав на праховите зърна. Най-вероятната съставка е калциевият алуминиев силикат (Ca2Al2SiO7), високотемпературен вид, който се намира и във външната атмосфера на някои супер-гигантски звезди. Все пак, тези пилотни наблюдения не могат окончателно да изключат други видове прах, който не е оливин.
Оригинален източник: ESO News Release
