Впервые зарегистрировано падение материи в черную дыру на релятивистских скоростях

Для наблюдения за объектом команда под руководством профессора Кена Паундса из Лейчестерского университета использовала данные, полученные c рентгеновской обсерватории ЕКА XMM-Newton. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Изучив данные XMM-Newton, команда Паундса исследовала рентгеновское излучение галактики PG211+143. Объект находится более чем в миллиарде световых лет от Земли, в направлении созвездия Волосы Вероники. Это сейфертовская галактика, характеризующаяся очень ярким активным галактическим ядром из-за находящейся в его центре массивной черной дыры.

Астрономы обнаружили, что изучаемый спектр имеет сильное красное смещение. Это указывает на то, что наблюдаемое вещество падает в черную дыру на невероятной скорости, которая составляет 30% от скорости света, или 100 тысяч километров в секунду. Газ вокруг дыры практически не вращается, но находится очень близко к ней: в астрономическом плане — на расстоянии всего в 20 размеров черной дыры (ее горизонта событий).

Это наблюдение согласуется с недавней теоретической работой, также проведенной в Лейчестерском университете с помощью суперкомпьютера Дирака, на котором была создана симуляция «разрыва» смещенных аккреционных дисков. Работа показала, что газовые кольца могут отделяться и сталкиваться друг с другом, останавливая вращение и провоцируя прямое падение газа в черную дыру.

«В галактике, которую мы наблюдаем при помощи XMM-Newton, находится очень яркая и, очевидно, хорошо питающаяся черная дыра весом в 40 миллионов солнечных масс, — объясняет профессор Паундс. — Действительно, примерно 15 лет назад мы зарегистрировали мощный ветер, указывающий на то, что дыра перекормлена. Хотя такие ветры сегодня можно обнаружить во многих активных галактиках, PG211+143 стала первым открытием в своем роде, где вещество падает прямо в черную дыру. Мы смогли наблюдать за пучком материи размером с Землю примерно один день:  его втягивало в черную дыру, ускоряя до одной трети скорости света, а потом она его поглотила».

Согласно еще одному выводу исследования, «хаотическая аккреция» смещенных дисков, скорее всего, типична для сверхмассивных черных дыр. Такие черные дыры затем будут вращаться довольно медленно, чтобы принять больше газа и быстрее увеличить свою массу. Этим можно объяснить быстрый рост черных дыр, сформировавшихся в ранней Вселенной.