Астрономы обнаружили спиральные «руки», питающие сверхмассивную черную дыру

Газ течет к черной дыре через две спиральные структуры, встроенные в диск. Эти «руки» питают облако в форме пончика вокруг черной дыры, видимое внизу. Автор: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/ESO/W. Goesaert et al

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики Циркуль получает газовое вещество через две спиральные структуры. Это открытие сделала международная группа исследователей под руководством Ваута Госарта из Лейденского университета (Нидерланды). Оказалось, что лишь небольшой процент газа в итоге исчезает в черной дыре, а остальная масса выбрасывается обратно, не достигая горизонта событий.

Ученые использовали обсерваторию ALMA в Чили. Их находки скоро будут опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics, а препринт статьи уже доступен на сервере arXiv.

Хотя давно известно, что сверхмассивные черные дыры — «неаккуратные едоки», зафиксировать их точные «пищевые привычки» до сих пор было сложно.

Госарт, ныне аспирант Лейденского университета, изучал данные ALMA по галактике Циркуль еще в 2023 году, будучи магистрантом. Эта галактика находится в южном созвездии Циркуль всего в 13 миллионах световых лет от Земли. Несмотря на близость, ее обнаружили лишь в 1977 году, поскольку она скрыта за диском Млечного Пути.

Наблюдения ALMA в сочетании с моделями указали на наличие двух спиральных структур вокруг центральной черной дыры. Госарт и его коллеги доказали, что газ течет по этим спиральным «рукам» прямо к черной дыре.

«В мультфильмах иногда показывают, как газовый диск исчезает в черной дыре, словно в водовороте. Однако если нет канала подачи, такой диск будет вечно вращаться на приличном расстоянии», — поясняет Госарт. «Поэтому нужен некий проход. И здесь в игру вступают наши спиральные рукава».

«Когда Ваут начал исследование в нашей команде, другая группа уже опубликовала работу по тем же данным и той же черной дыре. Это нас обеспокоило», — говорит Виолетта Импеллиццери, научный руководитель Госарта в Нидерландском институте радиоастрономии ASTRON. «Однако мы решили не сдаваться и углубились в тему, ища больше деталей».

Благодаря дополнительным данным ALMA и более сложному моделированию, чем у конкурентов, исследователи обнаружили две спиральные структуры. Они рассчитали, что газ в «руках» движется внутрь со скоростью до 150 000 км/ч. При этом в черную дыру попадает не более 12% поступающего вещества — остальное выбрасывается обратно, не достигая горизонта событий.

Полученные результаты ставят новые вопросы. Почему так мало материи достигает черной дыры? Есть ли подобные спиральные рукава у всех сверхмассивных черных дыр? Возвращается ли выброшенное вещество обратно, как в фонтане, или уходит дальше, запуская звездообразование?

Ученые надеются найти ответы с помощью Телескопа горизонта событий, который сделал первые знаменитые снимки черных дыр, и строящегося в Чили Чрезвычайно большого телескопа (ELT).

Больше информации: Wout M. Goesaert et al, Torus feeding and outflow launching in the active nucleus of the Circinus galaxy, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.05199