170
Уявіть собі, що поруч із нами раптом знаходять «живий музейний експонат» з епохи незабаром після Великого вибуху. Саме такою виявилася одна відносно близька галактика: її надмасивна чорна діра поводиться так, ніби вона з раннього Всесвіту, хоча розташована всього за 1,8 мільярда світлових років. Про це розповідає матеріал Space Astronomy.
Що відомо коротко
- У центрі спіральної галактики SDSS J110546.07+145202.4 на відстані 1,8 мільярда світлових років виявили надмасивну чорну діру з надзвичайно інтенсивним живленням.
- Радіовипромінювання цієї галактики за короткий час зросло у 20 разів і досягло яскравості близько 10 квадрильйонів сонячної радіояскравості.
- Подібну «ненажерливу» поведінку раніше спостерігали лише в найдавніших чорних дірах раннього Всесвіту.
- Яскраве радіовипромінювання пов’язують із потужними струменями плазми, які викидає чорна діра під час посиленого поглинання матерії.
- Дослідники вважають, що це може бути прототип нового класу галактик, які швидко змінюють свою радіояскравість.
Чому ця чорна діра така незвична
Усі великі галактики, включно з Чумацьким Шляхом, мають у центрі надмасивну чорну діру з масою у мільйони або мільярди сонць. Але більшість із них нині поводяться доволі спокійно, майже не «їдять» навколишній газ і пил.
Для порівняння, чорна діра Стрілець A* у центрі нашої Галактики настільки «дієтична», що, якби була людиною, жила б на одній рисовій зернині кожен мільйон років. Це майже повне голодування за космічними мірками.
Чорна діра в SDSS J110546.07+145202.4 — повна протилежність. Вона раптово перейшла в режим бенкету, почала поглинати стільки матерії, що її оточення спалахнуло в радіодіапазоні з яскравістю, характерною для дуже молодих, «ранньовсесвітніх» чорних дір. Це й робить її настільки парадоксальною: об’єкт поруч із нами поводиться так, ніби живе в зовсім іншій епосі космосу.
Як чорні діри «їдять» і чому це видно здалеку
Коли навколо чорної діри багато газу й пилу, її гравітація збирає цю речовину в плаский, закручений диск — акреційний диск. Можна уявити це як космічну воронку, де матерія закручується дедалі швидше, нагрівається і починає світитися в усьому діапазоні — від радіохвиль до рентгенів.
Але навіть найголодніші чорні діри — дуже «неакуратні» їдці. Частина речовини не падає всередину, а викидається уздовж полюсів чорної діри у вигляді вузьких струменів плазми — джетів, що летять майже зі швидкістю світла. Ці джети теж випромінюють потужні радіохвилі.
Саме таку картину вчені бачать у SDSS J110546.07+145202.4: посилене падіння матерії на чорну діру, яскравий акреційний диск і потужні джети, які «підсвічують» галактику в радіодіапазоні.
Що саме побачили астрономи
Галактика SDSS J110546.07+145202.4 уже давно була відома як радіояскрава. Але приблизно вісім років тому її радіосигнал раптово підскочив у 20 разів. Яскравість досягла значення, еквівалентного приблизно 10 квадрильйонам радіояскравості Сонця — і відтоді не показує ознак згасання.
Джерело цього випромінювання розташоване в самому центрі галактики, поруч із надмасивною чорною дірою. Команда дослідників дійшла висновку, що причина — різке збільшення кількості матерії, яка падає на чорну діру, і запуск або посилення джетів плазми.
Один із учасників команди, Філ Едвардс (Phil Edwards) з австралійського наукового агентства CSIRO, зазначив, що вони мають справу з прототипом нового класу галактик, які здатні дуже швидко змінювати свою радіояскравість. А керівниця команди Штефані Комосса (Stefanie Komossa) з Інституту позаземної фізики Макса Планка підкреслила, що яскраве радіовипромінювання від швидко зростаючих, відносно «легких» чорних дір — рідкісне явище, а перехід у довготривалий радіояскравий стан взагалі ніколи раніше не спостерігали.
Галактика при цьому досить близька, щоб на зображеннях чітко розрізнялися її дві спіральні рукави. Це дає змогу вивчати не лише саме ядро, а й те, як така активність впливає на всю галактику.
Вікно в ранній Всесвіт
Найцікавіше в цій історії те, що швидкість «росту» чорної діри в SDSS J110546.07+145202.4 нагадує темпи, які астрономи раніше бачили лише в дуже далеких, тобто дуже давніх, чорних дірах. Світло від них іде до нас мільярди років, тому ми бачимо їх такими, якими вони були незабаром після Великого вибуху.
Тепер же подібну поведінку виявили в об’єкта, який за космічними мірками знаходиться майже «по сусідству». Це означає, що астрономи отримали своєрідний «тренажер» раннього Всесвіту, до якого можна придивлятися набагато детальніше, ніж до далеких квазарів.
Комосса зазначає, що з появою надчутливих інструментів, зокрема майбутніх радіотелескопів SKA, вчені зможуть знаходити більше подібних радіоспалахів у небі. Це допоможе заповнити прогалини в нашому розумінні того, як росли перші чорні діри і як формувалися ранні галактики.
FAQ
Це поодинокий випадок чи новий тип галактик?
Дослідники підозрюють, що мають справу з прототипом нового класу галактик, які здатні швидко змінювати свою радіояскравість через спалахи активності центральної чорної діри. Щоб це підтвердити, потрібно знайти ще кілька подібних об’єктів у майбутніх оглядах неба.
Чому таку поведінку раніше бачили лише в ранньому Всесвіті?
У перші мільярди років після Великого вибуху навколо чорних дір було набагато більше газу, тож вони росли швидше і світили яскравіше. У сучасному Всесвіті більшість таких «паливних запасів» уже вичерпано, тому подібні бурхливі фази трапляються рідко.
Чи небезпечна ця чорна діра для Землі?
Ні. Вона розташована за 1,8 мільярда світлових років, тобто надзвичайно далеко. Її випромінювання надто ослаблене на такій відстані, щоб якось вплинути на нашу планету, але достатньо яскраве, щоб його могли зафіксувати телескопи.
Що дадуть майбутні спостереження за цією галактикою?
Тривалі спостереження дозволять відстежити, як змінюється яскравість джетів і акреційного диска з часом. Це допоможе краще зрозуміти, як саме чорні діри переходять у фази швидкого росту і як такі події впливають на еволюцію всієї галактики.
Одна «ненажерлива» чорна діра в сусідній галактиці перетворюється для нас на машину часу — завдяки їй ми можемо вивчати процеси, які колись відбувалися лише в найдавніших куточках Всесвіту, але тепер розгортаються прямо перед нашими телескопами.
Близька галактика показала чорну діру як у ранньому Всесвіті з’явилася спочатку на Цікавості.
