Швидко зростаюча чорна діра в сусідній галактиці може відкрити вікно в ранній Всесвіт

Міжнародна команда дослідників, очолювана вченими з Інституту радіоастрономії Макса Планка (MPIfR), нещодавно зробила унікальне відкриття, спостерігаючи за галактикою SDSS J110546.07+145202.4, яка розташована приблизно за 1,8 мільярда світлових років від Землі в сузір'ї Лева. Протягом восьми років ця галактика випромінює надзвичайно яскраве радіовипромінювання, що викликане інтенсивною радіацією з надмасивної чорної діри (SMBH), що знаходиться в її центрі.

Короткочасні джерела радіовипромінювання іноді виникають в околицях чорних дір через екстремальні фізичні умови в їх акреційних дисках. Це явище, відоме як активне галактичне ядро (AGN), призводить до того, що центри галактик тимчасово випромінюють більше світла, ніж усі зірки в їх дисках. Хоча більшість спостережуваних радіо-транзієнтів тривають лише дні або тижні, це конкретне джерело існує вже кілька років, що робить його першим відомим випадком такого роду. Результати дослідження були опубліковані в The Astrophysical Journal.

Дослідження очолювала науковець MPIfR Стефані Комосса, до команди також увійшли дослідники з Австралійського телескопа національного фонду (ATNF), Сіднейського інституту астрономії (SIfA), Оссерваторіо Астрономічного Тору, Державної ключової лабораторії радіоастрономії та технологій, Університету науки і технологій Китаю, групи досліджень екстрагалактичної астрофізики HUN-REN–ELTE, обсерваторії Конколі, Центру передового досвіду MTA, Міжнародної обсерваторії Джеміні та кількох університетів.

Комосса та її колеги вивчали SDSS J110546.07+145202.4, поєднуючи нові спостереження з архівними даними з кількох обсерваторій та в різних спектрах, включаючи рентгенівські, оптичні, радіо та інфрачервоні. Надмасивна чорна діра в центрі SDSS J110546.07+145202.4 має відносно невелику масу, але зростає виключно швидко через акрецію матерії в своєму диску. На основі величезного набору даних, які вони проаналізували, команда дійшла висновку, що чорна діра акумулює матеріал протягом кількох років, що викликало спостережуваний джет.

"Яскраве радіовипромінювання від швидко зростаючих, легких чорних дір є рідкісним явищем. Їх перехід у тривалий, радіо-яркий стан ще ніколи не спостерігався", - зазначила Комосса в прес-релізі MPIfR. Причини, чому SMBH акумулює більше матеріалу та чому спалах триває так довго, поки що не визначені. Проте подальші спостереження за допомогою таких об'єктів, як Very Long Baseline Array (VLBA), можуть пролити більше світла на цю загадку.

Ясно одне: ця подія є прототипом нового класу галактик, які переживають швидкі зміни в радіовипромінюванні. Таке зростання SMBH, яке акумулює велику кількість матеріалу, є поведінкою, яку астрономи очікують спостерігати в галактиках раннього Всесвіту. Проте ця конкретна галактика розташована в межах останніх 2 мільярдів років космічної історії, що робить її винятком. Її близькість також дозволяє проводити детальні спостереження, які можуть призвести до кращого розуміння фізики навколо чорних дір, формування джетів та їх еволюції.

"Такі високоенергетичні події можуть надати астрономам безліч інсайтів. Спостерігаючи за цими джетами та спалахами, ми можемо вивчати фізичні процеси в деяких з найекстремальніших середовищ у Всесвіті", - говорить співавтор Кові Роуз із Сіднейського інституту астрономії. У найближчому майбутньому, за словами Комосси, наступні покоління масивів, такі як Square Kilometer Array (SKA), стануть в експлуатацію і відкриють ще більше про це унікальне відкриття:

"З чутливими об'єктами, такими як нові телескопи SKA, ми зможемо виявляти подібні радіо-транзієнти в майбутніх оглядах неба. Це надзвичайно важливо для заповнення прогалин у нашому розумінні раннього Всесвіту."