Международная команда астрономов обнаружила одно из наиболее ярких проявлений активности «проснувшейся» черной дыры. Они образно сравнили его с извержением «космического вулкана».
Черная дыра под давлением
Большинство галактик содержат сверхмассивные черные дыры, но только некоторые из них производят огромные струи радиоизлучающей магнитной плазмы. В их числе и черная дыра в центре радиогалактики J1007+3540. Исследователи впервые обратили на нее внимание, изучив снимки, сделанные с помощью комплексом радиоинтерферометров LOFAR в Нидерландах и индийского радиотелескопа uGMRT. Изображения показали уникальную структуру, свидетельствующую о многократных «включениях» черной дыры, которые затем сменялись периодами затишья.
J1007+3540 находится внутри массивного скопления галактик, заполненного чрезвычайно горячим газом. Эта среда создает огромное внешнее давление — гораздо более высокое, чем то, которое испытывают большинство радиогалактик. Когда создаваемые активностью черной дыры струи плазмы выталкиваются наружу, они изгибаются, сжимаются и деформируются под воздействием плотной среды.
Извержение «космического вулкана»
Радиоизображения показывают компактный яркий внутренний струйный поток, который является несомненным признаком недавнего (по астрономическим меркам) пробуждения черной дыры. Оно произошло 100 млн лет назад. Сразу за ним находится кокон из более старой, поблекшей плазмы — остатки от прошлых извержений черной дыры, деформированные и сжатые враждебной окружающей средой.
«Это похоже на наблюдение за извержением космического вулкана после веков затишья, только этот вулкан достаточно велик, чтобы вырезать структуры, простирающиеся почти на миллион световых лет в космосе», — отметила ведущий исследователь Шобха Кумари.
Изображение LOFAR показывает, что северная часть сжата и сильно деформирована, демонстрируя изогнутую обратную струю плазмы, которая, по-видимому, отталкивается вбок окружающим газом. Изображение uGMRT также показывает, что эта сжатая область имеет ультракрутой радиоспектр. Это означает, что частицы там чрезвычайно старые и потеряли большую часть своей энергии — еще один признак влияния скопления.
Длинный, слабый хвост диффузного излучения, протянувшийся на юго-запад, рассказывает не менее драматичную историю. Намагниченная плазма тянется через среду скопления, оставляя за собой тонкий след, которому миллионы лет. Это свидетельствует о том, что мощное окружение прямо влияет на J1007+3540.
Почему J1007+3540 важна для науки
Системы, подобные J1007+3540, чрезвычайно ценны для астрономов. Они показывают, как включаются и выключаются черные дыры, как развиваются струи на протяжении миллионов лет и как среда скопления может изменить всю морфологическую структуру радиогалактики.
Сочетание возобновленной активности, гигантских масштабов и сильного давления окружающей среды делает J1007+3540 полезным примером эволюции галактики. По словам ученых, открытие показывает, что увеличение галактик не является мирным или постепенным, а скорее представляет собой борьбу между взрывной силой черных дыр и сокрушительным давлением окружающей среды, в которой они находятся. Теперь они планируют провести более чувствительные наблюдения с высоким разрешением, чтобы еще глубже заглянуть в ядро J1007+3540 и отследить, как струи плазмы распространяются в этой турбулентной среде.
Понимание систем, подобных J1007+3540, поможет нам лучше понять, как галактики растут, угасают и пробуждаются снова. Также они наглядно демонстрируют, как огромные космические среды могут формировать, изгибать, искажать и даже заглушать струи вещества, которые выбрасываются черными дырами.
По материалам Royal Astronomical Society
