Черная дыра в ближайшей галактике может открыть окно в раннюю Вселенную

Фото из открытых источников

Международная группа исследователей из Института радиоастрономии им. Макса Планка (MPIfR) недавно совершила первое в истории открытие при наблюдении SDSS J110546.07+145202.4, спиральной галактики, расположенной примерно в 1,8 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Льва. В течение восьми лет эта галактика чрезвычайно ярко светилась в радиоспектре из-за интенсивного излучения, исходящего от сверхмассивной черной дыры (СМЧД) в её центре.

Известно, что кратковременные источники радиоизлучения иногда возникают вблизи черных дыр из-за экстремальных физических условий в их аккреционных дисках. Это явление, известное как активное галактическое ядро (АГЯ), приводит к тому, что центры галактик временно затмевают все звезды в их дисках. В то время как большинство наблюдаемых радиопереходных явлений длятся всего несколько дней или недель, этот конкретный источник существует уже несколько лет, что делает его первым известным событием такого рода. Результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal.

Исследование возглавила Стефани Комосса из MPIfR, к которой присоединились исследователи из Австралийского национального телескопа (ATNF), Сиднейского института астрономии (SIfA), Туринской астрофизической обсерватории , Государственной ключевой лаборатории радиоастрономии и технологий, Китайского университета науки и технологий, исследовательской группы внегалактической астрофизики HUN-REN–ELTE, обсерватории Конколи, Центра передового опыта MTA, Международной обсерватории «Джемини» и ряда университетов.

Комосса и ее коллеги исследовали SDSS J110546.07+145202.4, объединив новые наблюдения с архивными данными из нескольких обсерваторий и различных длин волн, от рентгеновских и оптических данных до радио- и инфракрасных. Сверхмассивная черная дыра в центре SDSS J110546.07+145202.4 имеет относительно небольшую массу, но растет с исключительной скоростью за счет аккреции вещества в своем диске. На основе проанализированного ими массивного набора данных команда пришла к выводу, что черная дыра аккрецирует вещество в течение нескольких лет, что и вызвало наблюдаемую ими струю.

«Яркое радиоизлучение от быстрорастущих, лёгких чёрных дыр само по себе редкость. Их переход в длительное, радиоактивное состояние никогда ранее не наблюдался», — сказала Комосса. Причины, по которым сверхмассивная чёрная дыра аккрецирует больше материала и почему вспышка длится так долго, пока не установлены. Однако последующие наблюдения с помощью таких установок, как Very Long Baseline Array (VLBA), могут пролить свет на эту загадку.

Совершенно очевидно, что это событие является прототипом нового класса галактик, в которых наблюдаются быстрые изменения в радиоизлучении. Такое поведение, когда сверхмассивная черная дыра аккрецирует много вещества и быстро растет, — это то, что астрономы ожидают увидеть в галактиках ранней Вселенной. Однако эта конкретная галактика расположена в пределах последних 2 миллиардов лет космической истории, что делает ее исключением. Ее близость также позволяет проводить детальные наблюдения, которые могут привести к лучшему пониманию физики черных дыр, образования джетов и их эволюции.

«Подобные высокоэнергетические события могут дать астрономам массу ценных сведений. Наблюдая за этими струями и вспышками, мы можем изучать физические процессы в самых экстремальных средах Вселенной», — говорит соавтор исследования Кови Роуз из Сиднейского института астрономии. В ближайшем будущем, по словам Комоссы, начнут работу массивы следующего поколения, такие как Square Kilometer Array (SKA), которые позволят узнать еще больше об этом уникальном открытии:

Благодаря таким высокоточным телескопам, как строящиеся SKA, мы сможем идентифицировать подобные радиопереходные явления в будущих обзорах неба. Это крайне важно для восполнения пробелов в нашем понимании ранней Вселенной.