Астрономы стали свидетелями необычайного космического явления: сверхмассивная черная дыра в центре далекой галактики сначала резко потускнела, а затем — вновь вспыхнула. Наблюдения велись за галактикой HE 1237-2252, расположенной в 1,3 миллиарда световых лет от Земли.
В центре многих галактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые активно поглощают вещество. Этот процесс делает их невероятно яркими, и такие объекты называют активными галактическими ядрами (АГЯ). Обычно их активность меняется очень медленно — на протяжении десятков тысяч лет. Однако в последнее время ученые все чаще замечают АГЯ, которые кардинально меняют свою яркость за считанные месяцы или годы.
Именно такой случай и зафиксировала группа исследователей под руководством Алекса Марковица. В январе 2022 года они заметили, что галактика HE 1237-2252, относящаяся к классу сейфертовских, потеряла 17% своей яркости в рентгеновском диапазоне всего за полтора года. При этом изменился и ее спектральный тип: она перешла из типа 1.0-1.2 в тип 1.8, что указывает на ослабление излучения из области вблизи черной дыры.
Ученые назвали такие объекты «активными ядрами галактик с изменяющимся внешним видом» (CLAGN). Причина их поведения до конца не ясна. Среди возможных вариантов — реальное снижение «аппетита» черной дыры, нестабильность в аккреционном диске (веществе, которое падает на черную дыру) или внешние помехи.
Чтобы разобраться в происходящем, команда провела серию наблюдений в разных диапазонах: от рентгеновского до инфракрасного. Результаты показали, что снижение яркости затронуло не только рентген, но и другие волны, причем восстановление происходило неравномерно. Рентгеновский поток вернулся к норме всего за три месяца, а вот оптический, ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны восстанавливались около трех лет.
К концу 2024 года галактика полностью вернулась к своему первоначальному типу 1.0, а в спектральных линиях водорода появился характерный двухпиковый рисунок, указывающий на кольцевую структуру газа вокруг черной дыры.
Что же стало причиной такого поведения? Если бы яркость упала из-за облака пыли, перекрывшего обзор, рентгеновское излучение показало бы признаки поглощения, а инфракрасное осталось бы стабильным. Но поскольку оба диапазона потускнели, ученые пришли к выводу, что проблема внутри самой черной дыры — в аккреционном диске.
Основная гипотеза: через диск прошла «волна охлаждения», которая временно подавила активность, а затем сменилась «волной нагревания», восстановившей яркость. Такое поведение напоминает пульс — резкое замедление, а затем постепенное возобновление питания черной дыры.
Исследователи подчеркивают, что для полного понимания этого феномена нужно больше наблюдений и больше примеров таких систем. Однако уже сейчас это одно из самых четких свидетельств того, как черная дыра может «выключаться» и «включаться» в реальном времени, демонстрируя драматические изменения своей активности.
Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv.
Изображение: многопанельный график, отслеживающий изменение яркости J1240–2309 во времени в разных диапазонах длин волн. Источник: arxiv.org
