Уэбб замечает признаки черной дыры в центре близлежащей галактики M83

Крупный план спиральной галактики с перемычкой. Два спиральных рукава тянутся горизонтально от ядра в центре, сливаясь в широкую сеть газа и пыли, которая заполняет изображение. Этот материал светится ярче всего оранжевым вдоль пути рукавов и более темным красным по всей остальной части галактики. Через множество промежутков в пыли можно увидеть бесчисленное множество крошечных звезд, наиболее густо расположенных вокруг ядра. Автор: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Stockholm University) and the FEAST JWST team

Астрономы, использующие космический телескоп NASA/ESA/CSA James Webb, обнаружили доказательства, указывающие на наличие долгожданной сверхмассивной черной дыры в центре близлежащей спиральной галактики Messier 83 (M83). Это удивительное открытие, сделанное с помощью инструмента Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI), показывает наличие сильно ионизированного неонового газа, который может быть явным признаком активного галактического ядра (AGN), растущей черной дыры в центре галактики.

M83, также известная как галактика Южное Вертушка, долгое время была загадкой. В то время как массивные спиральные галактики часто содержат активные ядра галактик, астрономы десятилетиями пытались подтвердить существование одного из них в M83. Предыдущие наблюдения намекали, что если там и существовала сверхмассивная черная дыра, то она должна была быть бездействующей или скрытой за густой пылью. Теперь беспрецедентная чувствительность и пространственное разрешение Уэбба раскрыли признаки, которые говорят об обратном.

«Наше открытие высокоионизированного неонового излучения в ядре M83 было неожиданным», — сказал Свеа Эрнандес, ведущий автор нового исследования AURA для Европейского космического агентства в Научном институте космического телескопа в Балтиморе, США. «Для производства этих признаков требуется огромное количество энергии — больше, чем могут генерировать обычные звезды. Это убедительно свидетельствует о наличии активного ядра галактики, которое до сих пор было неуловимым».

«До Уэбба у нас просто не было инструментов для обнаружения таких слабых и высокоионизированных газовых сигнатур в ядре M83», — добавил Свеа. «Теперь, с его невероятной чувствительностью в среднем инфракрасном диапазоне, мы наконец можем исследовать эти скрытые глубины галактики и раскрыть то, что когда-то было невидимым».

Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal.

Наблюдения Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне с помощью MIRI позволили астрономам заглянуть сквозь пыль и обнаружить явные признаки высокоионизированного газа в небольших сгустках вблизи галактического ядра. Энергия, необходимая для создания этих сигнатур, значительно выше, чем та, которую могут обеспечить сверхновые или другие звездные процессы, что делает AGN наиболее вероятным объяснением. Однако альтернативные сценарии, такие как экстремальные ударные волны в межзвездной среде, все еще изучаются.

«Уэбб произвел революцию в нашем понимании галактик», — заявила соавтор Линда Смит из Института космических телескопов. «В течение многих лет астрономы безуспешно искали черную дыру в M83. Теперь у нас наконец есть убедительная подсказка, которая предполагает, что она может там присутствовать».

«Это открытие демонстрирует, как Уэбб совершает неожиданные прорывы», — продолжил Смит. «Астрономы думали, что исключили AGN в M83, но теперь у нас есть новые доказательства, которые бросают вызов прошлым предположениям и открывают новые пути для исследований».

Команда планирует провести последующие исследования с использованием других обсерваторий, таких как Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и Very Large Telescope (VLT), чтобы дополнительно изучить природу газа и подтвердить наличие сверхмассивной черной дыры в M83. Эти дополнительные наблюдения помогут определить, действительно ли недавно обнаруженное излучение исходит из AGN или же в этом замешаны другие высокоэнергетические процессы.

Это исследование демонстрирует способность Уэбба раскрывать скрытые структуры внутри галактик и открывает дверь к новым открытиям в области астрофизики черных дыр. Поскольку астрономы продолжают расширять границы возможностей Уэбба, самые неуловимые тайны Вселенной становятся все более очевидными.

Больше информации: Svea Hernandez et al, JWST/MIRI Detection of [Ne v] and [Ne vi] in M83: Evidence for the Long Sought-after Active Galactic Nucleus?, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adba5d

Источник: European Space Agency