Ненаситна чорна діра в нашому сусідстві може стати вікном в давній всесвіт

У центрі сусідньої галактики розташована надмасивна чорна діра, яка демонструє поведінку, схожу на чорні діри, що існували одразу після Великого вибуху, активно поглинаючи величезні обсяги матерії. Цей космічний гігант, що знаходиться на відстані 1,8 мільярда світлових років, може стати важливим джерелом знань про більш віддалений всесвіт.

Дійсно, інтенсивна акреційна активність цієї надмасивної чорної діри, що розташована в галактиці SDSS J110546.07+145202.4, є ознакою, яку вчені спостерігали лише у найперших надмасивних чорних дір.

Галактика SDSS J110546.07+145202.4 вже багато років яскраво світиться в радіохвилях, які стали доказом її активного харчування. "Такі енергійні події можуть надати астрономам безліч цінних відомостей", - зазначив Кові Роуз з Університету Сіднея. "Спостерігаючи за цими струменями та спалахами, ми можемо досліджувати фізичні процеси в деяких з найекстремальніших умов у всесвіті."

Навіть найголодніші чорні діри їдять неохайно

Усі великі галактики мають у своєму центрі надмасивну чорну діру, маса якої може сягати мільйонів або навіть мільярдів сонячних мас. Проте не всі надмасивні чорні діри поглинають величезні обсяги матерії.

Наприклад, чорна діра в центрі нашої галактики, Чумацький Шлях, Стрільця A*, споживає так мало газу і пилу, що, якби вона була людиною, то дотримувалася б дієти з одного зерна рису кожні мільйон років. (Це справжня дієта.)

Коли чорні діри оточені великими обсягами газу і пилу, їх величезний гравітаційний вплив призводить до того, що цей матеріал, утворюючи сплюснуту завихрену хмару, відома як акреційний диск, яскраво світиться в електромагнітному спектрі — від низькоенергетичних радіохвиль до високоенергетичних рентгенівських променів.

Крім того, надмасивні чорні діри відомі своєю неохайною поведінкою під час поглинання, що означає, що частина матерії в акреційних дисках може бути спрямована до полюсів чорної діри, звідки вона викидається у вигляді струменів плазми, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Ці струмені також відповідальні за яскраві викиди електромагнітного випромінювання.

Радіосигнали з спіральної галактики SDSS J110546.07+145202.4 зазнали 20-кратного збільшення радіосвітла за короткий період, досягнувши приблизно 10 квадрильйонів разів більшої інтенсивності, ніж радіосвітло Сонця. Це сталося близько 8 років тому, і галактика досі не показала жодних ознак потемніння.

"Ми маємо справу з прототипом нового класу галактик, які зазнають швидких змін у радіовипромінюванні", - сказав учасник команди Філ Едвардс з австралійського національного наукового агентства CSIRO.

Керівник команди Стефані Комосса з Інституту екзопланетарної фізики Макса Планка в Гархінгу, Німеччина, додала: "Яскраве радіовипромінювання від швидко зростаючих, легких чорних дір є рідкісним явищем. Їх перехід у тривалий, радіо-яркий стан ніколи раніше не спостерігався."

Джерело цього електромагнітного випромінювання знаходиться в серці SDSS J110546.07+145202.4, поруч з її центральною надмасивною чорною дірою. Команда вважає, що яскравість цієї галактики почала зростати через збільшення кількості матерії, що падає в її надмасивну чорну діру, що активувало генерацію струменів плазми.

Збільшення споживання маси надмасивною чорною дірою призводить до темпу зростання, якого не спостерігалося в чорних дірах поза межами раннього всесвіту. Це означає, що SDSS J110546.07+145202.4 та її ненаситна чорна діра стануть основними об'єктами для астрономічних досліджень на найближчий час, особливо як проксі для ненаситних чорних дір та швидко зростаючих ранніх галактик.

"З такими чутливими установками, як майбутні телескопи SKA, ми зможемо виявити подібні радіо-стрибки в майбутніх оглядах неба", - зазначила Комосса. "Це важливо для заповнення прогалин у нашому розумінні раннього всесвіту."

Дослідження команди було опубліковано в травні в журналі The Astrophysical Journal.