Международная группа астрофизиков с помощью телескопа ALMA изучили центральную область галактики Мессье 77 (NGC 1068), расположенной на расстоянии 51,4 млн световых лет от Земли в созвездии Кита. Анализ показал, что активная сверхмассивная черная дыра управляет распределением химических элементов в галактике.
Теоретические модели предполагают, что активные сверхмассивные черные дыры (активные ядра галактик) могут вызывать серьезные изменения в своих родительских галактиках, нагревая и удаляя межзвездный газ. Но компактные размеры черных дыр, большие расстояния от Земли и затемнение пылью затрудняют измерение распределения химического состава газа вокруг центра галактик.
Центральная область спиральной галактики NGC 1068, наблюдаемая телескопом ALMA, наложенным на изображение космического телескопа Хаббл. В центре высокая концентрация изотопов цианида водорода (желтые области), цианидных радикалов (красный). Монооксид углерода (синий) практически отсутствует в центре. Синильная кислота сосредоточена исключительно в центре активного ядра галактики. Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, T. Nakajima et al.
Мессье 77 — одна из самых близких к Земле галактик, в центре которых находятся активные ядра. Исследователи использовали радиотелескопы обсерватории ALMA для изучения релятивистских джетов (струй), выбрасываемых черной дырой в центре галактики при поглощении окружающего ее материала.
Благодаря высокому пространственному разрешению ALMA и новой методике анализа на основе машинного обучения астрономы составили карту распределения 23 молекул. Это первое исследование, отражающее распределение найденных молекул посредством наблюдений.
Схематическая иллюстрация влияния джетов на отдельные участки галактического диска. На карте распределения элементов фиолетовым областям соответствует повышенное содержание цианидных радикалов. Изображение: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Saito et al.
Результаты показывают, что на пути струй, исходящих из черной дыры, молекулы, которые часто встречаются в галактиках, например, моноксид углерода, разрушаются. Одновременно возрастает концентрация других молекул, которые считаются редкими, например, растет количество синильной кислоты и монооксида кремния.
Влияние этих струй и оттоков огромно. Сопровождаемые мощными ударными волнами, они излучают интенсивные ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, создавая среду, враждебную типичным межзвездным молекулам, из которых формируются звезды. Разрушение молекул вблизи центра галактики, замедляет или даже останавливает рождение новых звезд и влияет на эволюцию всей системы.