Объединив свет трех мощных инфракрасных телескопов, международная исследовательская группа наблюдала активную фазу аккреции сверхмассивной черной дыры в центре галактики, удаленной на десятки миллионов световых лет, - метод, который дал беспрецедентный объем данных для подобных наблюдений. Разрешение, с которым они смогли наблюдать это высоко люминесцентное активное ядро галактики (AGN), дало им прямое подтверждение того, как масса накапливается в черных дырах в центрах галактик.

"Эта интерферометрия с тремя телескопами является важной вехой на пути к непосредственному отображению фазы роста сверхмассивных черных дыр", - сказал Себастьян Хениг, постдокторант физического факультета Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и один из астрофизиков, которые использовали эту технику для наблюдения AGN в центре галактики NGC 3783. Наблюдением руководил Герд Вайгельт, директор Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия.

Хениг описал свои результаты как кольцо горячей пыли, которое отмечает переход от более удаленной смеси газа и пыли в тороидальной (в форме пончика) структуре к газовому диску, расположенному ближе к черной дыре.

Однако наблюдение кольца горячей пыли в NGC 3783 было сложной задачей для астрофизиков. Кольцо не только удаленное и слабое, но и способность отдельных инфракрасных телескопов определять расстояния между активно аккрецирующими объектами также сильно ограничена. Даже самые большие оптические / инфракрасные телескопы в мире, телескопы Кека, были недостаточно мощными, хотя они могут показывать объекты в инфракрасном диапазоне размером примерно с футбольное поле на расстоянии Луны.

"Чтобы пространственно разрешить процесс аккреции на сверхмассивные черные дыры в близлежащих галактиках, мы должны быть как минимум в десять раз лучше", - сказал Хениг. Чтобы достичь такого углового разрешения в одном телескопе, его диаметр должен был бы составлять 130 метров.

Однако, используя интерферометрический прибор AMBER для одновременного объединения света от трех 8-метровых телескопов на интерферометре Very Large Telescope (VLTI) в обсерватории Паранал в Чили, исследовательская группа смогла достичь углового разрешения, необходимого для наблюдения кольца горячей пыли. Обсерватория Паранал находится в ведении Европейских южных обсерваторий (ESO).

Сочетание света от трех телескопов было немалым достижением, поскольку крошечные различия в поступлении света в отдельные телескопы должны постоянно корректироваться с точностью до нескольких микрометров - примерно в десять раз меньше толщины волоса, по словам Хенига.

"ESO VLTI предоставляет нам уникальную возможность улучшить наше понимание активных ядер галактик", - сказал ведущий исследователь Вайгельт. "Это позволяет нам изучать захватывающие физические процессы с беспрецедентным разрешением в широком диапазоне длин волн инфракрасного излучения. Это необходимо для определения физических свойств этих источников."

Следующей задачей исследовательской группы, в которую также входят астрофизики из университетов Флоренции, Гренобля и Ниццы, будет дальнейшее накопление информации из дополнительных наблюдений для получения высокодетализированного изображения активного ядра галактики NGC 3783.

"Наш главный интерес заключается в том, чтобы узнать, как питаются сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, чтобы они выросли до огромных объектов массой от миллиона до миллиарда солнечных масс, которые мы видим сегодня", - сказал Хениг.