Обманчивое спокойствие черных дыр

Представление о том, что каждая галактика скрывает в своем сердце сверхмассивную черную дыру, очень популярно в наши дни. Считается, что некоторые из таких дыр проявляют себя как мощные источники рентгеновского излучения; другие, которых большинство, являются спокойными объектами; их присутствие можно заметить только по гравитационному воздействию на окружающие звезды. Однако Тициана Ди Матео (Гарвардский астрофизический центр, США) и Стивен Аллен (Кембриджский институт астрономии, Великобритания) недавно обнаружили, что это спокойствие обманчиво.

Проанализировав наблюдения центральных областей шести старых эллиптических галактик, сделанные с помощью космической рентгеновской обсерватории ASCA (Япония), они заметили, что "молчаливые" ядра этих галактик в действительности являются источниками слабого, но очень жесткого рентгеновского излучения. По сравнению с активными ядрами галактик они испускают меньше рентгеновских квантов, но каждый из этих квантов обладает гораздо более высокой энергией.

Ди Матео и Аллен предположили, что различие в излучении активных и спокойных галактик связано с разным характером падения вещества на сверхмассивные черные дыры в их ядрах. В активных галактиках, богатых газом, центральные объекты получают достаточно "топлива", поэтому аккреционные диски вокруг них весьма "упитанны". А поскольку плотный газ остывает быстрее, чем разреженный, такие диски не разогреваются выше нескольких миллионов градусов. Но в старых эллиптических галактиках газа почти не осталось, и поэтому плотность дисков в них очень мала. Энергия, выделяющаяся при падении вещества на центр системы, не успевает перерабатываться в излучение. Разреженный газ в диске нагревается до очень высокой температуры, излучая те самые редкие, но жесткие фотоны, которые были зафиксированы телескопом ASCA.

В далекой "молодости" эти эллиптические галактики, вероятно, были богаче газом, и скорость аккреции на их центральные черные дыры была значительно выше. В ту эпоху они могли быть такими же мощными источниками рентгеновских лучей, как современные активные галактики; не исключено даже, что они прошли через стадию квазара. Но теперь "топливо" исчерпано, и о бурных ранних этапах эволюции этих галактик напоминает лишь слабое рентгеновское излучение.