Команда исследователей, изучающих гигантскую черную дыру в ядре отдаленной галактики, выявили уникальные характеристики с помощью данных миссий NASA и других космических телескопов. В числе этих особенностей — извержение потока плазмы, движущегося почти со скоростью одной трети света, а также необычные рентгеновские колебания высокой частоты, предположительно происходящие у краев черной дыры.
Источником является галактика 1ES 1927+654, расположенная на расстоянии около 270 миллионов световых лет от нас в созвездии Дракона. В ее центре находится черная дыра с массой, эквивалентной примерно 1,4 миллионам солнечных масс.
В 2018 году черная дыра начала менять свои свойства прямо на наших глазах, вызвав мощную оптическую, ультрафиолетовую и рентгеновскую вспышку. С тех пор многие команды пристально следят за ней.
- Эйлин Мейер, доцент UMBC (Университет Мэриленда).
Статья под руководством Мейер, описывающая результаты радиосвязи, была опубликована в
The Astrophysical Journal Letters.
После вспышки черная дыра вернулась к спокойному состоянию и не проявляла активности почти год. Однако в апреле 2023 года исследователи из UMBC под руководством Сибасиша Лаха обнаружили устойчивое увеличение низкоэнергетического рентгеновского излучения, зафиксированное обсерваторией Swift и телескопом NICER на МКС. Это наблюдение продолжается в рамках программы мониторинга, включающей миссии NuSTAR NASA и XMM-Newton ESA.
Увеличение рентгеновского излучения стимулировало ученых провести дополнительные радионаблюдения, которые выявили мощную необычную радиовспышку. В ответ на это специалисты начали интенсивное наблюдение с использованием VLBA NRAO и других установок.
VLBA, система радиотелескопов, разбросанных по США, объединяет сигналы для создания высокоразрешающей радиоинтерферометрии. Это позволяет обнаруживать объекты размером меньше светового года на расстоянии до 1ES 1927+654.
Данные за февраль-май 2024 года показывают, что с обеих сторон черной дыры простираются струи ионизированного газа, достигающие половины светового года в размере. Ученые долгое время пытались понять, почему лишь некоторые гигантские черные дыры генерируют мощные плазменные струи, и эти наблюдения могут предоставить ключевые подсказки.
Запуск струи черной дыры никогда ранее не наблюдался в реальном времени. Мы думаем, что отток начался раньше, когда рентгеновское излучение усилилось перед радиовспышкой, и струя была скрыта от нашего взгляда горячим газом, пока не вспыхнула в начале прошлого года.
- Эйлин Мейер
Статья, анализирующая эту возможность, находится на рассмотрении в The Astrophysical Journal и доступна на сервере препринтов arXiv.
Используя данные XMM-Newton, Мастерсон обнаружил, что черная дыра демонстрировала быстрые рентгеновские колебания между июлем 2022 года и мартом 2024 года. В этот период яркость рентгеновского излучения изменялась на 10% каждые несколько минут. Такие колебания, известные как квазипериодические изменения в миллигерцевом диапазоне, редки для сверхмассивных черных дыр и были замечены лишь в нескольких системах.
Одной из возможностей создания этих колебаний является вращение объекта внутри аккреционного диска черной дыры. В этом случае каждый подъем и спад рентгеновского излучения может соответствовать одному орбитальному циклу.
- Меган Мастерсон, докторант Массачусетского технологического института в Кембридже, соавтор Мейер
Изображение на обложке: поток материи следует за белым карликом (сфера внизу справа), вращающимся по орбите внутри самого внутреннего аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру 1ES 1927. Кредит: NASA/Aurore Simonnet, Sonoma State University, представление художника.
