Астрономы наблюдают «пробуждение» сверхмассивной черной дыры в центре галактики

В центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь, находятся очень крупные черные дыры с массой, превышающей массу Солнца более чем в сто тысяч раз: сверхмассивные черные дыры. Обычно они находятся в спящем состоянии, неактивны и не видны напрямую. Однако время от времени они «просыпаются», начиная питаться газом, находящимся в их окружении. Так произошло в сердце […]

В центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь, находятся очень крупные черные дыры с массой, превышающей массу Солнца более чем в сто тысяч раз: сверхмассивные черные дыры. Обычно они находятся в спящем состоянии, неактивны и не видны напрямую. Однако время от времени они «просыпаются», начиная питаться газом, находящимся в их окружении.

Так произошло в сердце SDSS1335+0728, очень тихой и неактивной галактики, которая в конце 2019 года вдруг начала сиять ярче, чем когда-либо. Чтобы понять причину этого, астрономы использовали данные нескольких обсерваторий, в том числе Очень большого телескопа ESO (VLT). Таким образом, они обнаружили, что наблюдают пробуждение центральной сверхмассивной черной дыры.

Поскольку SDSS1335+0728 стала такой яркой в декабре 2019 года, ее классифицируют как активное галактическое ядро (AGN) — компактный и яркий регион, питаемый очень массивной черной дырой.

Неожиданная светимость

Существуют определенные явления, которые могут сделать галактики неожиданно яркими. Например, взрывы звезд в сверхновых. Или приливные разрушения, когда звезда оказывается слишком близко к черной дыре и разрывается на части. Однако такие колебания яркости обычно длятся всего несколько десятков дней или, в крайнем случае, несколько сотен.

SDSS1335+0728, напротив, становится все ярче и ярче, даже спустя более четырех лет после того, как она впервые была замечена «загоревшейся». А вариации, наблюдаемые в галактике, расположенной в 300 миллионах световых лет от нас в созвездии Девы, не похожи ни на какие другие, замеченные до сих пор.

Исследовательская группа, работающая над странным случаем этой галактики, попыталась понять изменения яркости, используя сочетание архивных данных и новых наблюдений с различных структур. В том числе с помощью прибора X-shooter, установленного на VLT.

Сравнивая данные, полученные до и после декабря 2019 года, они обнаружили, что SDSS1335+0728 теперь излучает гораздо больше света в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах волн. Кроме того, в феврале 2024 года галактика начала излучать рентгеновские лучи.

Невиданный ранее процесс

Такое поведение галактики никогда не наблюдалось ранее. «Наиболее конкретный вариант объяснения этого явления заключается в том, что мы видим, как ядро галактики начинает проявлять признаки активности«, — пояснила соавтор исследования Лорена Эрнандес Гарсия из Университета Вальпараисо (Чили). «Если это так, то мы впервые наблюдаем активацию массивной черной дыры в реальном времени«.

Таким образом, это самое первое наблюдение данного процесса. Предыдущие исследования показали, что некоторые неактивные галактики становятся активными через несколько лет, но это первый случай, когда фактическое пробуждение черной дыры наблюдается «в реальном времени».

Еще одно возможное решение увеличения яркости SDSS1335+0728 заключается в том, что мы наблюдаем необычно медленное событие приливного разрушения или даже новое явление. Если бы это действительно было такое событие, то оно было бы самым длинным и самым слабым из когда-либо наблюдавшихся.

В любом случае, эта галактика способна предоставить нам ценную информацию о том, как растут и эволюционируют черные дыры. Понимание этого факта также важно для тщательной характеристики Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Конечно, потребуются дальнейшие исследования, и такие инструменты, как MUSE на VLT или будущие приборы Чрезвычайно большого телескопа, будут очень полезны.

С результатами исследования, опубликованными в журнале Astronomy & Astrophysics, можно ознакомиться здесь.