Новая модель для исследования активности вокруг квазаров, черных дыр

Окт 31, 2017 Леонид Гляделов

Исследователь Университета Вайоминга сыграл ключевую роль в исследовании, которое предполагает, что недавно разработанная компьютерная модель может более точно объяснить разнообразие областей квазиарной широкой эмиссионной линии, которые представляют собой облака горячего ионизированного газа, которые окружают сверхмассивные черные дыры, питающиеся в центре галактик.

«Мы пытаемся получить более подробные ответы о спектральных широкополосных регионах, которые помогают нам диагностировать массу черных дыр», - говорит Майкл Брайттон, профессор UW в Отделе физики и астрономии. «Люди не знают, откуда берутся эти регионы с широкой эмиссией, или от природы этого газа».

Новое исследование под названием «Tidally Disrupted Dusty Clumps as Origin of Broad Emission Lines in Active Galactic Nuclei» было опубликовано в начале этого месяца в Nature Astronomy, ежемесячном онлайн-многодисциплинарном журнале, в котором публикуются наиболее важные исследования, обзоры и комментарий о передовых открытиях астрономии, астрофизики и планетарной науки.

Цзянь-Мин Ван, из Китайской академии наук, был ведущим автором статьи. Другие авторы были представлены в Лаборатории физики высоких энергий, Национальной астрономической обсерватории Китая и Школы астрономии космической науки, в Академии наук Китая; и Школа астрономии и космической науки в Нанкинском университете в Нанкине, Китай.Браттон говорит, что большинство современных компьютерных моделей смотрят на симметричные линии в области спектральной широкой эмиссионной линии в активных галактических ядрах (AGN), в то время как новая модель, которую он помогал развиваться, смотрит на реальные линии, которые часто являются асимметричными.

«Мы видим и пытаемся достичь более глубокого понимания области широкой эмиссионной линии, откуда она исходит, ее структуры и того, как она может привести к лучшему пониманию самих квазаров», - говорит он. «Наша модель пытается объяснить весь спектр квазаров», которые Браттон описывает с юмором, как «огнедышащие, летучие мыши, вампирские радужные зебры-единороги астрологических явлений».
Браттон объясняет, что гравитация черной дыры ускоряет окружающий газ от этих квазаров до чрезвычайно высоких скоростей. Газ нагревается и, в свою очередь, затмевает всю окружающую галактику.

«Люди думают:« Это черная дыра. Почему она такая яркая?» Черная дыра все еще темная», - говорит он. «Диски достигают таких высоких температур, что они излучают радиацию по электромагнитному спектру, включая гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, инфракрасные и радиоволны. Черная дыра и окружающий аккрецирующий газ, на котором черная дыра питается, - это топливо, которое превращается на квазаре".Газы, как тонкие огни, выставляют цвета света, описанные Браттоном как похожие на «гигантские неоновые знаки в космосе». Газы движутся со скоростью тысячи километров в секунду, движущиеся к нам синие газы, а выброшенные от меня газы удаляются от нас. Он говорит, что этот эффект расширяет линии, но фактически не делает газы красными или синими.

В области широкой эмиссионной линии эти отдельные цвета становятся спиралью цветов, мерой скорости окружающих пылевых облаков.
Модель включает в себя то, что термин Браттон означает «рояльный пончик из пыльного газа». Пыльные облака или скопления содержатся в этом пончике, который окружает квазары.«Мы предлагаем, чтобы эти пыльные комки двигались. Некоторые взрываются друг в друга, сливаются и меняют скорость», - говорит он. «Может быть, они переезжают в квазар, где живет черная дыра. Некоторые из скоплений выходят из широкополосной области, некоторые из них выбиваются».

Исследование было поддержано Национальной ключевой программой научных исследований и разработок в области науки и техники, а также ключевой исследовательской программой приграничных наук при Академии наук Китая.«Это важный первый шаг вперед при рассмотрении этих эмиссионных линий, которые образуют массу черных дыр», - говорит Браттон.