Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые позволил детально рассмотреть, как сверхмассивные черные дыры получают вещество, необходимое для их роста. Астрономы увидели длинные потоки газа, которые связывают внешнюю горячую атмосферу галактики с вращающимся диском у её центра. Этот диск служит последним резервуаром, из которого вещество падает на черную дыру.
Наблюдения, проведённые международной группой учёных, помогли найти ответ на вопрос, который десятилетиями оставался открытым. Почти в центре каждой крупной галактики находится сверхмассивная черная дыра. Когда на неё падает большое количество газа и пыли, образуется чрезвычайно яркая область – активное ядро галактики. Это ядро может выбрасывать мощные струи (джеты), которые нагревают окружающий газ и влияют на эволюцию всей галактики. До сих пор было неясно, как черная дыра продолжает получать топливо, если её собственная активность должна препятствовать остыванию и падению газа.
Ведущая гипотеза предполагала наличие саморегулирующегося цикла. Согласно этой модели, газ, нагретый джетами, со временем всё же остывает и конденсируется в длинные узкие волокна, или филаменты. Эти потоки холодного газа затем снова падают к центру галактики, пополняя запасы топлива для черной дыры. Чтобы проверить эту идею, исследователи направили телескоп на галактику NGC 4696 в скоплении Центавра, расположенном примерно в 145 млн световых лет от Земли.
С помощью спектрографа NIRSpec учёные составили карты движения газа вблизи центра галактики. Оказалось, что S-образная структура в ядре NGC 4696 – это вращающийся газовый диск диаметром почти 800 световых лет, где вещество движется со скоростью до 600 км/с. Самое важное, что этот диск физически соединён с одним из крупных газовых филаментов. Данные «Уэбба» показывают, как газ из этого потока попадает непосредственно во вращающийся диск, из которого черная дыра и черпает вещество.
Это наблюдение стало одним из самых весомых доказательств того, что холодные газовые филаменты служат каналами для подпитки сверхмассивных черных дыр. Таким образом, черная дыра, выбрасывая джеты и нагревая газ, сама создаёт условия для его последующего остывания и возвращения к центру, замыкая цикл. Результаты наблюдений подтверждают и компьютерные модели, которые воспроизводят схожую динамику газа под влиянием магнитных полей.
