STIS регистрирует признак черной дыры

Цветистый зигзаг справа - не работа художника в стиле фламбоянт, а признак сверхмассивной черной дыры в центре галактики М84, открытой спектрографом STIS космического телескопа Хаббл.

Изображение слева, снятое широкоугольной планетарной камерой 2 Хаббла, показывает ядро галактики, где, как подозревают, находится чернаня дыра. Астрономы фотографируют движение газа в мощном гравитационном поле черной дыры, настраивая щель спектрографа STIS в ширину ядра, в единичной экспозиции (?).

Данные STIS справа демонстрируют вращательное движение звезд и газа вдоль щели. Изменение длины волны показывает, движется ли объект к наблюдателю или от него. Чем больше расстояние от центральной линии (желто-зеленые пикселы), тем больше вращательная скорость. Если бы не было черной дыры, линия была бы почти вертикальным отрезком вдоль снимка.

Вместо этого, детектор STIS обнаружил S-образную кривую в центре снимка, указывающую на быстро вращающийся диск из захваченного вещества, окружающего черную дыру. Вдоль S-образной кривой сверху вниз, скорости стремительно увеличиваются, как видно из резкого уклона налево (приближающийся газ -- синее смещение), затем в центре видны огромные скорости приближающегося и удаляющегося газа в непосредственной близости от черной дыры, а затем идет симметричный верхнему уклон направо, и назад к центральной линии.

По измерениям STIS скорость достигает 400 км/сек в пределах 26 световых лет от центра галактики, где "живет" черная дыра. Это движение позволяет оценить массу черной дыры: не менее 300 миллионов солнечных масс (аналогично тому, как массу Солнца можно вычислить по радиусам орбит и скоростям планет).

Это наблюдение демнострирует непосредственную связь между наличием сверхмассивной черной дыры и активностью (например, в радиоволнах) ядра галактики. Оно также говорит о том, что STIS идеально подходит эффективного обследования галактик изучения распределения черных дыр и их масс.

Каждая точка на твердотельном детекторе CCD (Charge Coupled Device) снимает целый квадрат размером 12 световых лет. Детектирование черных дыр в центрах галактик примерно в 40 раз быстрее, чем на более раннем Спектрографе Слабых Объектов (Faint Object Spectrograph). STIS был настроен на регистрацию пяти спектральных свойств в красном свете, от светящихся атомов водорода, а также ионов азота и серы, вращающихся вокруг М84. Для каждого снятого квадрата была измерена скорость захваченного газа. Поскольку квадраты тесно прилегают друг к другу, астрономы смогли построить детальное распределение скоростей.

М84 расположена в скоплении галактик в Деве, в 50 миллионах световых лет от Земли.

Credit: Gary Bower, Richard Green (NOAO), the STIS Instrument Definition Team, and NASA

Источник: StSci, Перевод: Scientific.ru.