Дорогой Анатолий,
Джон Корменди и я не можем достать копию Вашей пионерской работы, опубликованной в 1972 году совместно с В. М. Лютым и имеющей прямое отношение к тому, что сейчас называется метод «эхокартирования» («reverberation mapping»). Джон хотел бы сослаться на эту статью в своем обзоре, который он завершает и который посвящен массам черных дыр. Этот обзор будет опубликован в Ежегодном сборнике обзоров по астрономии и астрофизике (Annual Review of Astronomy and Astrophysics). Ваша статья опубликована на русском языке в «Астрономическом циркуляре», поэтому она не доступна в режиме «on line» по интернету, а большинство библиотек не имеют копий «Астрономического циркуляра». Не могли бы Вы отсканировать Вашу статью и прислать мне эту копию по электронной почте? Я думаю, что эта ссылка должна быть следующей: «Астрономический циркуляр» № 686, с. 1, то есть та ссылка, которую я вставил в нашу статью совместно со Спарком, опубликованную в 1986 году.
Мы считаем, что Ваша статья исторически очень важна ввиду того, что это была первая публикация, которая продемонстрировала, что метод эхокартирования является осуществимым и что область формирования широких компонент эмиссионных линий в спектрах ядер сейфертовских галактик имеет значительно меньшие размеры, чем считалось в то время. Ваша статья вдохновила меня, когда я ее прочел в конце 1970‑х годов, и эта статья оказала большое влияние на нашу со Спарком статью в 1986 году. Вся современная «индустрия» определения масс сверхмассивных черных дыр в ядрах активных галактик с помощью метода эхокартирования действительно берет начало от Вашей статьи, опубликованной в 1972 году!
С наилучшими пожеланиями,
профессор Мартин Гаскелл.
15 октября 2011 г.
Мне хотелось использовать накопленные измерения масс сверхмассивных черных дыр для дальнейшего изучения физики и эволюции этих экстремальных объектов. И вот в 2003 году у меня появился повод подключиться к исследованию сверхмассивных черных дыр. В 2003 году вышла статья М. Баеса с соавторами, в которой была обнаружена очень интригующая корреляция между массами сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик и предельными скоростями вращения галактик, характеризующими массу галактических гало, состоящих в основном из темной материи. Корреляция была очень четкая, и ее можно было бы рассматривать как свидетельство того, что в образовании центральной сверхмассивной черной дыры принимает участие не только барионная материя галактического балджа, но и темная материя гало Галактики. Тем более что к тому времени вышли из печати работы группы академика А. В. Гуревича из ФИАНа, в которых было показано, что сгущения темной материи на ранних стадиях формирования крупномасштабной структуры Вселенной имели в своих центральных частях глубокие потенциальные ямы (каспы), в которые затем сваливалось барионное вещество, формируя галактики и их ядра. То есть теоретически статистическая связь между массами гало и центральной черной дыры не казалась невероятной. Поразмышляв над этой проблемой, я пошел к профессору А. В. Засову, одному из главных специалистов по изучению физики галактик, в том числе их вращения.
С Толей Засовым мы дружим. В студенческие годы я часто бывал у него дома в гостях, а также на его даче в Красной Поляне под Москвой. Однажды я пригласил его на летние каникулы ко мне в гости в Сызрань. Здесь мы хорошо отдохнули – купались в сызранском пруду, мама кормила нас очень вкусными блинами, а также знаменитыми сызранскими помидорами (сорт «бычье сердце»). Она нежно заботилась о нас, так что мы «катались как сыр в масле». В конце нашего сызранского отдыха Толя пристыдил меня: «Что же ты, студент-физик, а не сделал для своей матери электрический звонок?» Мама жила в частном доме, и электрический звонок ей был не нужен: чтобы просигналить, достаточно было просто постучать в окно. Тем не менее я твердо решил снабдить мамин дом современными технологиями, и через полгода, приехав домой на зимние каникулы, привез с собой из Москвы все необходимое оборудование и установил в доме электрический звонок. Поскольку проводов мне не хватило, я частично использовал проволоку от трансформатора, покрытую эмалью. Первые дни электрический звонок работал нормально. Правда, еще во время моего пребывания в Сызрани нас донимали мальчишки-хулиганы, которые всегда старались нам позвонить – и по делу и без дела. Но я их как следует «шуганул», и они вскоре прекратили свои злоупотребления. Я уехал в Москву и приступил к занятиям в университете. И вдруг получаю письмо от мамы, где она пишет: «Толя, твой электрический звонок вдруг начал сам звонить. И звонит, звонит, звонит без конца. Сообщи поскорее, что надо сделать, чтобы он прекратил звонить». Я пришел в ужас: раз письмо успело дойти из Сызрани до Москвы, значит, звонок звонит неделю. Пока я напишу ответное письмо, пока оно дойдет до Сызрани из Москвы, пройдет еще неделя. И что же – мама так и будет все это время слушать этот противный звонок? Я догадался послать ей срочную телеграмму со словами: «Порви провода электропитания». Через неделю получаю от нее письмо. Мама пишет, что через полдня после того, как звонок начал звонить, она обратилась за помощью к соседям и они помогли ей порвать провода электропитания звонка. В конце этого письма мама обратилась ко мне с мольбой: «Ради бога, Толя, больше никогда не устанавливай в нашем доме электрических устройств». Оказалось, что эмаль на проводах электропитания потрескалась от мороза и они самопроизвольно замкнулись, что привело к постоянному включению звонка и его непрерывному звучанию. Это было мне хорошим уроком на будущее: при экспериментальных исследованиях надо основательно продумывать все детали проведения эксперимента и не допускать небрежностей.
После этого лирического отступления вернемся к проблеме сверхмассивных черных дыр. По вращению видимой барионной материи галактики, особенно ее периферийных частей, оценивается масса галактического гало, состоящего из невидимой темной материи.
Мы с Толей проанализировали данные работы М. Баеса с соавторами и пришли к выводу о том, что удивительно четкая корреляция, полученная в их работе, может быть связана со скоррелированностью методов определения масс галактического гало и центральной сверхмассивной черной дыры (в обоих случаях исходными данными являются данные о кинематике звездно-газового диска). В частности, М. Баес с соавторами использовали косвенные оценки масс центральных сверхмассивных черных дыр, основанные на информации о дисперсии скоростей звезд. Чтобы устранить влияние такой скоррелированности, мы с А. В. Засовым простроили зависимость между массами центральных сверхмассивных черных дыр и реально наблюдаемыми скоростями вращения галактик. При этом мы не использовали косвенные оценки масс сверхмассивных черных дыр, а ограничились лишь наиболее надежными значениями масс этих объектов, определенными наиболее надежными методами: методом разрешенной кинематики и методом эхокартирования. Оказалось, что в этом случае корреляция значительно более «рыхлая», чем та, которая была получена в работе М. Баеса с соавторами. Кроме того, мы подтвердили, что галактики с более яркими (более массивными) балджами обладают большей массой сверхмассивной черной дыры при том же значении предельной скорости вращения галактики. Таким образом, при одном и том же значении предельной скорости вращения галактики (характеризующей массу галактического гало, состоящего из темной материи) масса центральной сверхмассивной черной дыры тем больше, чем больше масса галактического балджа, состоящего из барионной материи. Эту работу мы опубликовали в 2005 году в «Астрономическом журнале» (совместно с А. В. Засовым и Л. Н. Петроченко). Работа была замечена астрономической общественностью, и на нее идут ссылки в международных научных журналах.
Далее, мы составили специальную программу наблюдений для 6‑метрового телескопа САО РАН по изучению кривых вращения галактик с надежно измеренными массами центральных сверхмассивных черных дыр. Нам было выделено наблюдательное время на 6‑метровом телескопе, и реализация этой программы началась с 2006 года. Эта наблюдательная программа велась совместно с профессором В. Л. Афанасьевым, сотрудником САО. В. Л. Афанасьев – великолепный астроном-наблюдатель и экспериментатор. По его разработкам в САО были созданы специальные приемные устройства для 6‑метрового телескопа. Он лауреат Государственных премий СССР и РФ. В 2010 году мы опубликовали первую часть результатов нашей наблюдательной программы по изучению кривых вращения галактик с известными массами центральных сверхмассивных черных дыр. Статья опубликована в «Астрономическом журнале», авторы: А. М. Черепащук, В. Л. Афанасьев, А. В. Засов, И. Ю. Катков. Другая статья, под названием «Сверхмассивные черные дыры и кинематика галактик» (авторы: А. В. Засов, А. М. Черепащук, И. Ю. Катков), также опубликована в «Астрономическом журнале» в 2011 году.
В этой статье мы привели результаты интерпретации наших наблюдательных данных с привлечением данных по кривым вращения галактик, опубликованных в научной литературе. Подтвержден вывод о том, что корреляция между массой сверхмассивной черной дыры и массой галактического гало, состоящего из темной материи, хотя и существует, но является значительно менее четкой, чем та, которая была найдена в работе М. Баеса с соавторами. Это свидетельствует о том, что связь между темной материей гало Галактики и процессом формирования сверхмассивной черной дыры является весьма опосредованной. Найдена хорошая корреляция между массой сверхмассивной черной дыры и скоростью вращения галактики на расстоянии ~ 1 килопарсека от ее центра, характеризующей корень квадратный из средней плотности центральных областей галактики. Новым результатом является вывод о том, что корреляция между массой центральной сверхмассивной черной дыры и полной массой галактики (барионная плюс темная материя), заключенной в объеме, соответствующем границам видимости галактики в оптичес