Астрономи вперше виміряли енергію газу біля надмасивних чорних дір

Астрономи вперше змогли напряму виміряти кінетичну енергію гарячого газу навколо надмасивних чорних дір у центрах двох галактичних скупчень. Прорив став можливим завдяки даним із супутника XRISM, запущеного 2023 року Японським агентством аерокосмічних досліджень у співпраці з NASA та Європейським космічним агентством.

За словами аспірантки Чиказького університету Енні Хайнріх, «кожна чорна діра немов перебуває в око шторму». XRISM дозволяє з високою точністю відстежувати рух і склад надгарячого рентгенівського газу, відокремлюючи процеси, спричинені самою чорною дірою, від інших космічних явищ.

Кінематичні карти гарячого газу в скупченні Персея. a,b, Карти дисперсії швидкості (a) та об’ємної швидкості (b) накладені на залишкове рентгенівське зображення Чандра (сіре). Карти показують азимутальні зміни у внутрішній області приблизно 30 кпк та радіальні зміни у вузьких діапазонах за межами цієї області. Масштабні лінійки, 3′ (66 кпк). Джерело: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025–10017‑x

Надмасивні чорні діри під час поглинання газу та зір вивільняють енергію у вигляді струменів частинок, що рухаються майже зі швидкістю світла. Ці потоки збурюють навколишнє середовище, впливаючи на формування зір на відстанях у сотні тисяч світлових років. Раніше рентгенівські знімки лише фіксували наслідки таких процесів, але не дозволяли оцінити швидкість і турбулентність газу.

У скупченні Діви, найближчому до Землі, дослідники зафіксували найсильнішу турбулентність, більшу навіть за ту, що виникає під час зіткнення галактичних систем. «Швидкість газу найбільша біля чорної діри й різко падає з віддаленням», — пояснила астрофізик Ганна Маккол, описуючи поєднання вихорів та ударних хвиль.

У скупченні Персея, найяскравішому в рентгенівському діапазоні, XRISM показав прискорення рухів газу в центрі, спричинене чорною дірою, на тлі загальних збурень від зіткнення з ланцюгом галактик. Таким чином, нові вимірювання відкривають якісно новий рівень розуміння того, як надмасивні чорні діри впливають на структуру та еволюцію Всесвіту.