Случайное двойное увеличение раскрыло миллиметровые волны вокруг сверхмассивной черной дыры

Художественное изображение короны вокруг черной дыры. Автор: RIKEN

Международная команда астрономов под руководством Матуша Рыбака (Лейденский университет, Нидерланды) доказала, благодаря случайному двойному увеличению, что миллиметровое излучение генерируется вблизи ядра сверхмассивной черной дыры. Их выводы приняты к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступны на сервере препринтов arXiv.

В 2015 году Матуш Рыбак и его коллеги искали холодный газ в галактике RXJ1131-1231. Эта галактика — квазар со сверхмассивной черной дырой в центре — в созвездии Чаши является любимицей астрономов, потому что между ней и Землей находится другая галактика, которая действует как линза. Это делает галактику в три раза больше, чем она есть на самом деле, — явление, известное как макролинзирование.

Рыбак и коллеги изучали галактику с помощью телескопа ALMA, который обнаруживает (суб)миллиметровое излучение с плато в северном Чили. Они увидели, что три изображения галактики меняли яркость независимо друг от друга. «Это явное свидетельство микролинзирования — явления, которое происходит, когда звезда находится между галактикой переднего плана и наблюдателем», — говорит Рыбак. «Мы сразу поняли, что должны изучить это дальше».

Сочетание микролинзирования и макролинзирования раскрывает вещи, которые остаются невидимыми даже с лучшими телескопами в мире и только с макролинзированием. «С этим «двойным увеличением» (увеличением от галактики и от звезды) это как если бы вы поместили две увеличительные линзы друг на друга», — объясняет Рыбак. В 2020 году команда снова посмотрела на галактику и смогла отследить различия в яркости квазара.

Астрономы наблюдали, как квазар мерцает в масштабах лет. То, что квазар мерцает в миллиметровом излучении, примечательно, потому что это излучение в основном производится спокойной пылью и тихим газом. Исследователи считают, что излучение исходит от короны — горячего, магнитного и активного пончикообразного диска вокруг сверхмассивной черной дыры. Миллиметровое излучение наблюдалось near черной дыры и раньше, но оставалось неясным, было ли оно вызвано пылью или другими механизмами.

Рыбак сотрудничал с Доминик Слюс (Лёвен) и Фредериком Курбеном (Барселона), среди прочих. В 2008 году они были пионерами в области микролинзирования в видимом свете. Теперь, 17 лет спустя, им впервые удалось сделать это с миллиметровым излучением.

Исследователям теперь выделено время для наблюдений за квазаром с помощью рентгеновского телескопа Chandra. В конечном итоге они хотят использовать микролинзирование для изучения температуры и магнитных полей вблизи черной дыры. Это важно, потому что условия near черной дыры влияют на всю окружающую галактику.

Больше информации: M. Rybak et al, Detection of millimeter-wave coronal emission in a quasar at cosmological distance using microlensing, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.13313

Источник: Netherlands Research School for Astronomy