Международная команда астрофизиков использовала космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы разгадать загадку «тихих» сверхмассивных черных дыр. Объектом исследования стали активные галактические ядра с низкой светимостью (LLAGN) — черные дыры, которые получают мало топлива и считались практически инертными. Ученые проанализировали семь крупных LLAGN и галактику Центавр А, расшифровав их инфракрасные спектры.
Выбор JWST не случаен. Видимый свет не может пробиться сквозь плотные облака газа и пыли, окружающие черную дыру, но инфракрасное излучение свободно проходит через них. Когда газ поглощает энергию от черной дыры, его атомы испускают свет строго определенных длин волн — эмиссионные линии. Это своего рода отпечатки пальцев, по которым можно определить состав, температуру и скорость движения вещества.
Результаты наблюдений удивили ученых. Оказалось, что даже «спящие» черные дыры продолжают активно нагревать окружающее пространство. Температура возбуждения молекулярного водорода в изученных галактиках оказалась систематически выше, чем в галактиках без активного ядра. Это прямое доказательство того, что LLAGN генерируют высокоэнергетическое излучение, выбивающее электроны из атомов.
Кроме того, исследователи измерили так называемую полную ширину на половине максимума спектральных линий. Этот параметр показывает, насколько хаотично движется газ и насколько он горяч. Данные подтвердили: даже при минимальной активности черные дыры выбрасывают вещество, перемешивают межзвездную среду и влияют на процессы звездообразования. В одних случаях они выметают газ, подавляя рождение звезд, в других — сжимают облака, провоцируя вспышки звездообразования.
«Это исследование переворачивает представление о том, что черные дыры с низкой светимостью инертны, — отмечают авторы работы. — Они остаются активными участниками эволюции своих галактик, просто работают в менее интенсивном режиме».
Работа в настоящее время доступна в виде препринта на arXiv и готовится к публикации в рецензируемом журнале. Астрономы планируют продолжить наблюдения, чтобы выяснить, насколько распространен эффект аномального нагрева водорода и какие еще скрытые механизмы обратной связи действуют в окрестностях «тихих» черных дыр.
