Ускоряющаяся черная дыра в близкой галактике может раскрыть тайны ранней Вселенной

Международная команда ученых под руководством исследователей из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) сделала важное открытие, наблюдая за спиральной галактикой SDSS J110546.07+145202.4, которая находится на расстоянии около 1,8 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Льва. На протяжении восьми лет эта галактика излучает яркий радиосигнал, вызванный интенсивным излучением, исходящим от супермассива черной дыры (СМЧД) в ее центре.

Краткоживущие источники радиовыделений иногда возникают вблизи черных дыр из-за экстремальных физических условий в их аккреционных дисках. Это явление, известное как активное галактическое ядро (AGN), заставляет центры галактик временно ярче светить, чем все звезды в их дисках. В то время как большинство наблюдаемых радиотранзиентов существуют всего несколько дней или недель, этот источник излучения сохраняется на протяжении нескольких лет, что делает его первым известным событием такого рода. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Исследование возглавила Стефани Комосса из MPIfR, к которой присоединились ученые из Австралийского телескопа национального учреждения (ATNF), Сиднейского института астрономии (SIfA), Обсерватории астрофизики в Турине, Государственной ключевой лаборатории радионауки и технологий, Университета науки и технологий Китая, группы исследований экзагалактической астрофизики HUN-REN–ELTE, Обсерватории Конколи, Центра передового опыта MTA, Международной обсерватории Джемини и нескольких университетов.

Комосса и ее коллеги изучали SDSS J110546.07+145202.4, комбинируя новые наблюдения с архивными данными из различных обсерваторий и диапазонов волн, включая рентгеновские, оптические, радиоволны и инфракрасные. Супермассовая черная дыра в центре SDSS J110546.07+145202.4 имеет относительно небольшую массу, но растет с исключительной скоростью за счет аккреции материи в своем диске. На основании обширного набора данных, который они проанализировали, команда пришла к выводу, что черная дыра накапливает материал в течение нескольких лет, что и привело к образованию наблюдаемого ими джета.

Стефани Комосса в пресс-релизе MPIfR отметила: "Яркое радиационное излучение от быстро растущих легковесных черных дыр встречается редко. Их переход в состояние, когда они излучают радиоволны на протяжении длительного времени, никогда не наблюдался ранее". Причины, по которым СМЧД накапливает больше материала и почему выброс продолжается так долго, еще не установлены. Тем не менее, последующие наблюдения с помощью таких установок, как Очень длинный базовый массив (VLBA), могут пролить свет на эту загадку.

Ясно одно: это событие является прототипом нового класса галактик, которые испытывают быстрые изменения в радиовыделениях. Такое поведение, когда СМЧД накапливает большое количество материала и быстро растет, ожидается от галактик 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, окружающей черные дыры, образованию джетов и их эволюции.

Кови Роуз, соавтор исследования из Сиднейского института астрономии, добавил: "Такие высокоэнергетические события могут предоставить астрономам множество полезных сведений. Наблюдая за этими джетами и выбросами, мы можем изучать физические процессы в одних из самых экстремальных условий во Вселенной". В ближайшем будущем, по словам Комоссы, новые массивы, такие как Скворечник (SKA), начнут свою работу и раскроют еще больше о этом уникальном открытии:

"С помощью чувствительных установок, таких как предстоящие телескопы SKA, мы сможем идентифицировать аналогичные радиотранзиенты в будущих обзорах неба. Это крайне важно для заполнения пробелов в нашем понимании ранней Вселенной."