Астрофизики САО РАН восстановили историю активности сверхмассивных черных дыр
Сотрудники Специальной астрофизической обсерватории РАН проанализировали следы прошлой активности сверхмассивных черных дыр: ионизационное эхо, реликтовые радиоструктуры и протяженные облака газа. Эти признаки помогают восстановить, как менялось поведение галактических ядер за тысячи и миллионы лет.
Большинство сверхмассивных черных дыр сегодня ведут себя спокойно. Около 80% из них находятся в спящем состоянии, а активны всего примерно 20%. Значит, черные дыры работают не постоянно: периоды активности сменяются затишьем.
Проблема в том, что эти изменения происходят очень медленно — десятки тысяч и миллионы лет. Поэтому астрономы смотрят не на саму черную дыру, а на то, что она оставила вокруг себя. Один из таких следов — ионизационное эхо. Когда черная дыра активно излучает, она освещает окружающее вещество. Под действием этого излучения атомы газа теряют часть электронов (т.е. ионизируются). И даже если активность ядра уже давно ослабла, этот газ еще некоторое время остается ярким, и по нему можно судить о прошлой активности.
Еще один тип следов — реликтовые радиоструктуры. Они возникают после выбросов вещества из окрестностей черной дыры. Во время активной фазы она выбрасывает струи частиц, разогнанных почти до скорости света. Такие частицы излучают в радиодиапазоне и со временем формируют огромные вытянутые структуры, которые могут сохраняться миллионы лет. По ним можно примерно оценить, когда происходила предыдущая активная фаза.
Используя оба типа следов, ученые могут восстановить последовательность событий: что происходило раньше, а что позже.
Этот подход применили к галактике NGC 5514, находящейся примерно в 350 миллионах световых лет от Земли. Наблюдения проводили на крупнейшем в Евразии 6-метровом телескопе БТА.
В этой галактике нашли протяженные области светящегося газа далеко за ее пределами. Это означает, что в прошлом ядро было намного активнее и освещало окружающее вещество. Похожие признаки нашли и в других объектах — например, в галактике Маркарян 783 и в Объекте Ханни (это газовое облако рядом с галактикой IC 2497). Там одновременно видны следы разных этапов: старые — от выбросов частиц, и более свежие — от излучения.
По оценкам ученых, переход между такими состояниями занимает около 100 тысяч лет. В галактике NGC 5972, например, это видно особенно ясно: старый радиоджет и более молодой конус ионизации ориентированы почти перпендикулярно. Это говорит о том, что при смене режима меняется и направление выбросов.
Причиной такой нестабильности ученые считают "прерывистое питание" черной дыры. Газ и пыль попадают в центр галактики не равномерным потоком, а порциями — например, после слияния с другой галактикой или из-за разрушения зазевавшейся звезды. Когда топливо заканчивается, черная дыра переходит в режим гибернации. При этом новые порции вещества могут падать на нее под другим углом: это заставляет ось вращения черной дыры смещаться, из-за чего ее "прожекторы"-джеты начинают светить в совершенно ином направлении, подобно хаотично вращающемуся садовому распылителю.
Ранее ученые нашли источник загадочных газовых облаков у черной дыры Стрелец А* в центре Млечного Пути.
На обложке генерация ProКосмос
Самое популярное
