Международная группа астрономов обнаружила, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики SDSS J110546.07+145202.4 (созвездие Льва) уже более восьми лет генерирует мощное радиоизлучение.
Это первый известный случай столь продолжительного радиотранзиента. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.
Главные мысли за 1 минуту:
- Впервые зафиксирован радиотранзиент у сверхмассивной черной дыры длительностью свыше восьми лет.
- Галактика-хозяйка SDSS J110546.07+145202.4 находится в 1,8 миллиарда световых лет от Земли.
- За короткое время радиоизлучение объекта выросло в 20 раз и не демонстрирует спада; его мощность в 10 квадриллионов раз превышает солнечную.
- Черная дыра имеет относительно небольшую массу, но чрезвычайно быстро растет за счет активного поглощения вещества, что породило мощный релятивистский джет.
- Объект может стать прототипом нового класса галактик, а его изучение поможет понять процессы в ранней Вселенной.
Рекордная продолжительность радиовспышки
Кратковременные источники радиоизлучения (радиотранзиенты) у сверхмассивных черных дыр — обычное дело. Как правило, такие вспышки длятся дни или недели. Однако галактика SDSS J110546.07+145202.4 нарушила эту закономерность: она сохраняет экстремальную яркость в радиодиапазоне уже более восьми лет. Этот объект стал первым примером столь долгоживущего радиотранзиента, связанного с ядром галактики.
По данным команды под руководством Штефани Комоссы из Института радиоастрономии Общества Макса Планка, интенсивность радиоизлучения резко возросла — более чем в двадцать раз за короткий промежуток времени. Сейчас галактика излучает в радиодиапазоне примерно в 1016 раз мощнее Солнца.
Уникальные характеристики галактики
Спиральная галактика расположена в созвездии Льва на расстоянии около 1,8 миллиарда световых лет от Земли. Ее необычность заключается не только в длительности вспышки, но и в сочетании параметров центральной черной дыры. Масса объекта сравнительно невелика для сверхмассивных черных дыр, однако она исключительно быстро растет за счет активного поглощения окружающего газа и пыли.
«Перед учёными, вероятно, находится прототип совершенно нового класса галактик, которые способны очень быстро менять интенсивность своего радиоизлучения», — отметил соавтор исследования Фил Эдвардс из австралийского национального научного агентства CSIRO.
Природа явления: сверхбыстрый рост черной дыры
Ученые использовали данные как новых наблюдений, так и архивных записей в широком диапазоне — от низкочастотного радио до рентгена. Для уточнения параметров объекта задействовали 100-метровый радиотелескоп в Эффельсберге, австралийский комплекс Australia Telescope Compact Array и космические обсерватории.
Анализ показал, что в последние годы на черную дыру поступает значительно больше вещества, чем раньше. Усиленная аккреция привела к формированию релятивистского джета — узкого потока частиц, движущихся почти со скоростью света и испускающих интенсивное радиоизлучение.
Роль аккреции и джетов
«Яркое радиоизлучение от быстро растущих сверхмассивных чёрных дыр небольшой массы встречается крайне редко. Переход такого объекта в устойчивое состояние с высокой радиояркостью раньше никогда не наблюдался», — подчеркнула руководитель исследования Штефани Комосса.
«Подобные высокоэнергетические явления предоставляют учёным большое количество информации. Наблюдения за джетами и радиовспышками позволяют изучать физические процессы, происходящие в одних из самых экстремальных областей Вселенной», — добавил соавтор Кови Роуз из Сиднейского института астрономии.
Причины столь длительного усиленного падения вещества на черную дыру пока остаются загадкой. Исследователи также не могут объяснить, почему вспышка не затухает годами, хотя аналогичные события обычно быстро заканчиваются.
Значение для науки и дальнейшие планы
Особый интерес к объекту вызван тем, что он сочетает небольшую массу центральной черной дыры с чрезвычайно быстрым ростом — именно такими характеристиками, согласно современным теориям, обладали сверхмассивные черные дыры в молодых галактиках ранней Вселенной. При этом SDSS J110546.07+145202.4 находится относительно близко, что позволяет детально изучать процессы формирования джетов, которые обычно удается наблюдать лишь на огромных расстояниях.
В ближайших планах астрономов — использование радиоинтерферометра Very Long Baseline Array (VLBA) для получения детальных изображений структуры джета и отслеживания изменения радиоизлучения. Кроме того, будущий массив телескопов Square Kilometre Array (SKA) поможет обнаружить другие подобные радиотранзиенты, что станет важным шагом к пониманию эволюции черных дыр и условий в ранней Вселенной.
