Телескоп Уэбба показал скрытый центр галактики Кальмар
Яркая спиральная галактика с эффектными пылевыми полосами и сверкающими очагами звездообразования оказалась не просто красивым объектом на снимках. Галактика Кальмар, более известная под названиями M77 или NGC 1068, считается классическим примером галактики с активным ядром, в центре которой скрывается сверхмассивная черная дыра, активно поглощающая вещество.
Близкая и пыльная
Галактика Кальмар находится сравнительно недалеко от Млечного Пути — примерно в 35 млн световых лет от нас. Благодаря высокой яркости и удобной ориентации (ее диск обращен к Земле почти плашмя) M77 давно стала одной из лучших природных лабораторий для изучения бурных процессов в активных галактических ядрах.
Однако у астрономов есть серьезная проблема: M77 чрезвычайно пыльная, а ее центральная область скрыта особенно плотной завесой. Из-за этого разглядеть процессы, происходящие в самом сердце системы, крайне трудно, пишет Science Alert.
Именно для таких задач и создавался космический телескоп «Джеймс Уэбб». Инфракрасное излучение проходит сквозь пыль гораздо лучше, чем свет более коротких волн. Новые наблюдения, выполненные с помощью ближнего инфракрасного инструмента NIRCam и среднего инфракрасного прибора MIRI, позволили увидеть в M77 детали, которые недоступны в оптическом, ультрафиолетовом и даже радиодиапазоне.
На новых изображениях проявилась перемычка (бар) — структура из звезд, газа и пыли, протянувшаяся через центральную часть спиральной галактики. В видимом свете ее практически не различить. Кроме того, снимки позволили заглянуть сквозь огромные объемы пыли вблизи ядра и рассмотреть окружающие его структуры подробнее.
Одна или две черные дыры?
Считается, что в центре галактики сосредоточена масса примерно в 13 млн солнечных, однако ее точная природа пока не ясна. Недавние данные даже указывают на возможность того, что в ядре M77 скрывается не одна, а сразу две сверхмассивные черные дыры, обращающиеся друг вокруг друга в тесной двойной системе.
Непосредственно сфотографировать такую пару «Уэбб», вероятно, не сможет. Предполагаемое расстояние между объектами составляет всего около 0,1 парсека — на дистанции в десятки миллионов световых лет даже возможностей «Уэбба» для этого недостаточно. Но телескоп может помочь иначе: проследить движение газа и пыли в окрестностях центра. Эти движения способны подсказать, один или два массивных объекта формируют динамику галактического ядра.
Фабрика звезд
На снимках Джеймса Уэбба заметны и рассеянные ярко-красные области. Это зоны активного звездообразования, возникающие в газе и пыли вдоль спиральных рукавов галактики. Звезда начинает формироваться, когда облако газа становится достаточно плотным и под действием собственной гравитации начинает сжиматься.
Особенно хорошо видно яркое кольцо звездообразования вокруг центра галактики диаметром в несколько тысяч световых лет. Это так называемое звездообразующее кольцо, давно изучаемое в M77. Астрономы полагают, что оно возникло как естественный результат устройства галактики: ее структура гравитационно направляет газ именно в эту область, где и запускается интенсивное рождение звезд. Другие подобные области распределены и вдоль спиральных рукавов, что указывает на крайне динамичную среду внутри галактики.
Космический ускоритель частиц
Но и этим интересность M77 не исчерпывается. В 2022 году ученые сообщили, что им удалось проследить высокоэнергетическое нейтрино непосредственно до центра галактики Кальмар. Галактическое ядро, по оценкам, поглощает вещество со скоростью около 0,23 массы Солнца в год. Это довольно высокий и стабильный темп. Вещество, закручиваясь в сильнейшем гравитационном поле и испытывая колоссальное трение, выделяет огромное количество энергии.
Высокоэнергетические нейтрино рождаются в исключительно экстремальных условиях, но отследить их источник очень сложно. Исследование 2022 года предполагает, что M77 может быть гигантским космическим ускорителем частиц. Если это подтвердится, она станет одной из немногих галактик за пределами Млечного Пути, где удалось обнаружить подобный механизм.
