Міжнародна команда астрономів виявила одне з найяскравіших проявів активності чорної діри, що «прокинулась». Вони образно порівняли його з виверженням «космічного вулкана».
Чорна діра під тиском
Більшість галактик містять надмасивні чорні діри, але тільки деякі з них виробляють величезні струмені радіовипромінювальної магнітної плазми. Серед них і чорна діра в центрі радіогалактики J1007+3540. Дослідники вперше звернули на неї увагу, вивчивши знімки, зроблені за допомогою комплексу радіоінтерферометрів LOFAR у Нідерландах та індійського радіотелескопа uGMRT. Зображення показали унікальну структуру, що свідчить про багаторазові «включення» чорної діри, які потім змінювалися періодами затишшя.
J1007+3540 знаходиться всередині масивного скупчення галактик, заповненого надзвичайно гарячим газом. Це середовище створює величезний зовнішній тиск — набагато вищий, ніж той, який відчувають більшість радіогалактик. Коли створені активністю чорної діри струмені плазми виштовхуються назовні, вони згинаються, стискаються і деформуються під впливом щільного середовища.
Виверження «космічного вулкана»
Радіозображення показують компактний яскравий внутрішній струменевий потік, який є безсумнівною ознакою недавнього (за астрономічними масштабами) пробудження чорної діри. Це сталося 100 млн років тому. Відразу за ним знаходиться кокон зі старішої, тьмяною плазмою — залишки від минулих вивержень чорної діри, деформовані та стиснуті ворожим навколишнім середовищем.
«Це схоже на спостереження за виверженням космічного вулкана після століть затишшя, тільки цей вулкан досить великий, щоб вирізати структури, що простягаються майже на мільйон світлових років у космосі», — зазначила провідна дослідниця Шобха Кумарі.
Зображення LOFAR показує, що північна частина стиснута і сильно деформована, демонструючи вигнутий зворотний струмінь плазми, який, мабуть, відштовхується вбік навколишнім газом. Зображення uGMRT також показує, що ця стиснута область має ультракрутий радіоспектр. Це означає, що частинки там надзвичайно старі й втратили більшу частину своєї енергії — ще одна ознака впливу скупчення.
Довгий, слабкий хвіст дифузного випромінювання, що простягнувся на південний захід, розповідає не менш драматичну історію. Намагнічена плазма тягнеться через середовище скупчення, залишаючи за собою тонкий слід, якому мільйони років. Це свідчить про те, що потужне оточення прямо впливає на J1007+3540.
Чому J1007+3540 важлива для науки
Системи, подібні до J1007+3540, надзвичайно цінні для астрономів. Вони показують, як вмикаються і вимикаються чорні діри, як розвиваються струмені протягом мільйонів років і як середовище скупчення може змінити всю морфологічну структуру радіогалактики.
Поєднання відновленої активності, гігантських масштабів і сильного тиску навколишнього середовища робить J1007+3540 корисним прикладом еволюції галактики. За словами вчених, відкриття показує, що збільшення галактик не є мирним або поступовим, а скоріше являє собою боротьбу між вибуховою силою чорних дір і нищівним тиском навколишнього середовища, в якому вони знаходяться. Тепер вони планують провести більш чутливі спостереження з високою роздільною здатністю, щоб ще глибше зазирнути в ядро J1007+3540 і відстежити, як струмені плазми поширюються в цьому турбулентному середовищі.
Розуміння систем, подібних до J1007+3540, допоможе нам краще зрозуміти, як галактики ростуть, згасають і пробуджуються знову. Також вони наочно демонструють, як величезні космічні середовища можуть формувати, згинати, спотворювати та навіть заглушати струмені речовини, які викидаються чорними дірами.
За матеріалами Royal Astronomical Society
