Черная дыра оставила в космосе следы четырех разных эпох

Астрономы впервые нашли убедительные следы четырех отдельных периодов активности одной сверхмассивной черной дыры. Каждый раз она запускала новые мощные струи частиц. Различить их удалось по возрасту оставленных джетами структур. Объясняем, что это значит для науки.

В центре далекой эллиптической галактики скрывается сверхмассивная черная дыра, которая за время своего существования, по-видимому, четырежды запускала мощные струи частиц — джеты

Источник: NRAO/AUI/NSF/NASA

В центре далекой эллиптической галактики скрывается сверхмассивная черная дыра, которая за время своего существования, по-видимому, четырежды запускала мощные струи частиц — джеты. Если подтвердится, это станет первым примером четверной двойной радиогалактики — объекта, где черная дыра оставила четыре пары симметричных горячих точек.

Радиогалактики — активные ядра, в которых черная дыра выбрасывает струи частиц, видимые в радиоволнах. Самый мощный класс, FR II, формирует яркие горячие точки там, где джеты врезаются в окружающий газ. Эти структуры тянутся на миллионы световых лет. В некоторых таких галактиках черная дыра включала джеты не один раз: каждый всплеск оставляет свою пару горячих точек, причем старые эпизоды располагаются дальше от ядра. Известно около 192 двойных двойных радиогалактик и лишь семь тройных. Четырехэпизодных до сих пор не находили.

Команда под руководством Павана Виджая Кхадекара из Индийского института научного образования и исследований в Пуне исследовала радиоисточник J023721.13−010528.5 в массивной эллиптической галактике на расстоянии 0,372 от нас. Объединив данные с трех радиотелескопов — Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), MeerKAT и Very Large Array — на нескольких частотах, исследователи выявили четыре пары горячих точек, обозначенные N1–N4 и S1–S4, по мере удаления от ядра.

Спектральный возраст пар составил от 4,5 до 20,5 миллиона лет, и он закономерно увеличивается с расстоянием от центра. Это соответствует картине последовательных эпизодов, а не случайных узлов в одном непрерывном джете. Статистический тест подтвердил: «По нашим оценкам, вероятность того, что это три внутренние пары горячих точек, примерно в 3 × 106 раз выше, чем в модели с узлами в джете», — пишут авторы статьи, опубликованной на сервере препринтов arXiv 8 сентября.

Исследователи также обнаружили, что оси последовательных пар вращаются против часовой стрелки: −7° для N2-S2, −16° для N3-S3 и −24° для N4-S4. Это указывает на медленное раскачивание оси вращения черной дыры. S-образная форма джетов делает этот источник вторым по величине среди известных S-образных радиогалактик — протяженность около 3,9 миллиона световых лет.

Объединив данные с трех радиотелескопов на нескольких частотах, исследователи выявили четыре пары горячих точек, обозначенные N1–N4 и S1–S4, по мере удаления от ядра

Источник: Unsplash

Авторы отмечают, что качество наблюдений хуже на южной, более тусклой стороне, особенно на S3, что дает большие погрешности. Тем не менее они приходят к выводу, что J023721.13−010528.5 демонстрирует четыре отдельных эпизода джетной активности. По их мнению, гигантские S-образные радиогалактики могут стать лучшей отправной точкой для поиска других редких многоэпизодных систем.

Ранее Наука Mail рассказывала, как черные дыры стимулируют звездообразование