Исследователи из RIKEN и JAXA использовали наблюдения радиообсерватории ALMA, расположенной в северной части Чили и принадлежащей международному консорциуму, в том числе Национальной астрономической обсерваторией Японии (NAOJ), для измерения напряжённости магнитных полей вблизи двух сверхмассивных чёрных дыр (СЧД), находящихся в центрах активных галактик. Удивительно, но силы магнитных полей оказалось недостаточно для питания корон СЧД – облаков перегретой плазмы, которые вращаются вокруг чёрных дыр.
Давно известно, что сверхмассивные чёрные дыры, которые находятся в центрах множества галактик, имеют вокруг себя короны перегретой плазмы, похожие на корону вокруг Солнца. В случае чёрных дыр эти короны могут быть нагреты до феноменальной температуры в один миллиард градусов Цельсия. Долгое время предполагалось, что, как и у Солнца, короны СЧД нагреваются энергиями магнитного поля. Однако эти магнитные поля никогда не измерялись, оставляя неопределенность относительно точного механизма нагрева.
В статье 2014 года исследовательская группа предсказала, что электроны в плазме, окружающей чёрные дыры, будут излучать особый вид света, известный как синхротронное излучение. Кроме того, это излучение должно находиться в радиодиапазоне, то есть это будут электромагнитные волны с большой длиной волны и низкой частотой.
В новой работе исследователи решили взглянуть на данные двух близлежащих галактик: IC 4329A и NGC 985, которые находятся на расстоянии около 200 и 580 миллионов световых лет от Земли. Они провели исследования сверхмассивных чёрных дыр в центрах этих галактик с использованием обсерватории ALMA в Чили, а затем сравнили полученные результаты с наблюдениями с двух других радиотелескопов: обсерватории VLA в США и обсерватории ATCA в Австралии. Астрономы обнаружили присутствие избыточного радиоизлучения.
Из наблюдений команда пришла к выводу, что короны имеют размер около 40 радиусов Шварцшильда и магнитную индукцию около 10 Гаусс, что немного больше, чем аналогичная величина на поверхности Земли, но немного меньше, чем та, которой обладает типичный магнит на вашем холодильнике.
Сюрприз заключается в том, что, хотя исследователи и подтвердили наличие радиосинхротронного излучения от короны для обоих объектов, оказалось, что магнитное поле слишком слабо, чтобы произвести интенсивный нагрев корон вокруг этих чёрных дыр.
В будущем группа планирует искать признаки мощных гамма-лучей, которые должны сопровождаться радиоизлучением, что поможет лучше понять процессы, происходящие в среде вблизи сверхмассивных чёрных дыр.