Астрономи відкрили аномальну чорну діру, що прокинулася після 100 мільйонів років тиші

Астрономи виявили в галактиці J1007+3540 надзвичайно потужну активність надмасивної чорної діри, яка після практично 100 мільйонів років тиші раптово почала випускати величезні струмені речовини (джети). Нове дослідження, опубліковане в журналі Month­ly Notices of the Roy­al Astro­nom­i­cal Soci­ety, демонструє, що раніше «сплячий» активний центр галактики тепер знову активний, і це явище нагадав про себе «виверженням космічного вулкана», оскільки джети простягаються майже на мільйон світлових років у навколишній простір.

Чорна діра в центрі J1007+3540 певний час не подавала ознак активності, але нові спостереження показують, що її «двигун» запустився знову, почавши виробляти потужні струмені, які суттєво впливають на галактичне середовище і створюють величезні структури в космосі. За словами провідного дослідника Шобхи Кумарі з Mid­na­pore City Col­lege в Індії, це нагадує спостереження за космічним вулканом, що пробуджується після довгого спокою.

Зображення J1007+3540 у LoTSS DR2 на частоті 144 МГц (у контурі) накладене на оптичне зображення Pan-STARRS1 у діапазоні r (K. C. Cham­bers et al. 2016). (Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства.)

Таке «перезапускання» активності чорної діри дає вченим цінну інформацію про епізодичну природу активних галактичних ядер (AGN) — явища, коли активність чорної діри включається і вимикається протягом астрономічно великих проміжків часу, а не залишається постійною. У випадку J1007+3540 «молоді» джети чітко обмежені старими, «виснаженими» лобами раніше викинутої плазми, що створює «шари» матеріалу різної епохи активності.

Ці шари видно на радіозображеннях, отриманих за допомогою інтерферометрів LOFAR у Нідерландах і uGM­RT в Індії. Нові, більш компактні джети відрізняються від старих, що залишилися від попередніх активних періодів, і разом вони дозволяють вченим реконструювати історію енергетичної еволюції чорної діри. Це важливо, оскільки випромінювання й енергія чорної діри можуть мати довгостроковий вплив на еволюцію самої галактики.

Зображення LoTSS DR2 на частоті 144 МГц з роздільною здатністю 20 кутових секунд (промінь низької роздільної здатності). (Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства.)

Крім того, галактика J1007+3540 розташована в потужному скупченні галактик, де міжгалактичний газ має високу температуру і щільність. Коли струмені чорної діри розширюються, вони взаємодіють із цим гарячим середовищем, що призводить до їхнього вигину, стиснення і деформації. У північному лобі, наприклад, чітко видно кривизну струменя, яка є прямим наслідком тиску навколишнього газу. Ці взаємодії показують, як середовище скупчення впливає на форму й поведінку джетів.

Спостереження за такими подіями дозволяють краще зрозуміти не лише поведінку чорних дір, а й те, як вони взаємодіють із середовищем своєї галактики і ширшого скупчення. Виявлення того, що чорна діра може «прокидатися» після тривалого періоду спокою, підтверджує ідею про те, що активні галактичні ядра мають пульсуючий, непостійний характер, що робить процес еволюції галактик значно динамічнішим, ніж вважалося раніше.