Вчені зафіксували, як гігантська чорна діра прокинулась після космічної сплячки тривалістю 100 мільйонів років

Астрономи зафіксували відновлення активності давно «сплячої» надмасивної чорної діри, розташованої в центрі далекої галактики J1007+3540. Об’єкт, що охоплює майже мільйон світлових років, пробудився після приблизно 100 мільйонів років бездіяльності, і дослідники порівнюють це явище з виверженням космічного вулкана.

Команда, яка спостерігала цей феномен, зафіксувала як старі, згаслі струмені плазми, так і нові — свіжі та яскраві, які накладаються один на одного в полі зору. Це, як пояснює головний автор дослідження Шобха Кумар, нагадує нові лавові потоки, що стікають поверх старих, застиглих.

Таке накладання струменів — ознака так званого епізодичного активного галактичного ядра (AGN), тобто чорної діри, яка час від часу змінює свій стан активності, вмикаючись і вимикаючись упродовж космічних епох.

Цей процес відбувається в щільному середовищі — у межах масивного скупчення галактик, де гарячий газ створює сильний тиск і опір. Новоутворені струмені плазми буквально здавлюються і викривлюються в міру просування, що змінює їхню форму й траєкторію.

Зображення J1007+3540 накладене на оптичне зображення Pan-STARRS.

У нормальних умовах чорні діри формують яскраві струмені на полюсах, викидаючи намагнічену плазму, що випромінює на радіохвилях. Проте якщо чорна діра припиняє «живлення» газом, її активність згасає. У випадку J1007+3540 виявлено відновлення такого «живлення», що знову запустило процеси утворення струменів.

Використовуючи радіотелескопи, такі як Low Fre­quen­cy Array (LOFAR) і оновлений Giant Metre­wave Radio Tele­scope (GMRT), дослідники спостерігали як яскраві внутрішні струмені нової активності, так і старі, згаслі «лоби» плазми, які утворюють кокон навколо нових.

Через вплив гарячого міжгалактичного газу один зі струменів сильно сплюснутий, а старі потоки плазми виштовхуються убік, утворюючи довгі, туманні хвости. Така деформація дозволяє визначити, яка частина плазми є новою, а яка — залишком від попередньої активності.

Відкриття J1007+3540 демонструє, що надмасивні чорні діри можуть неодноразово змінювати стан активності протягом свого життя, а також те, наскільки сильно форма струменів залежить від навколишнього середовища. За словами співавтора дослідження Саб’ясачі Пала, це одне з найяскравіших свідчень взаємодії чорної діри з галактичним середовищем, що надає нові уявлення про еволюцію галактик як складний, епізодичний і бурхливий процес.