Сверхмассивная черная дыра оживает, а астрономы наблюдают за ней в реальном времени

В декабре 2019 года астрономы были удивлены, увидев давно тихую галактику, находящуюся на расстоянии 300 миллионов световых лет от нас, внезапно ожившую, излучающую в космос ультрафиолетовый, оптический и инфракрасный свет. К февралю этого года галактика не только не успокоилась, но и начала излучать рентгеновский свет; это становится более активный. Астрономы полагают, что это, скорее всего, активное ядро ​​галактики (AGN), которое получает энергию от сверхмассивных черных дыр в центре галактики и/или от вращения черной дыры. Это вывод новая бумага принята к публикации в журнале «Астрономия и астрофизика», хотя авторы допускают возможность того, что это может быть и своего рода редкий событие приливного разрушения (ТДЕ).

Яркость SDSS1335_0728 в созвездии Девы после десятилетий затишья была впервые обнаружена телескопом Zwicky Transient Facility. Масса сверхмассивной черной дыры оценивается примерно в 1 миллион солнечных масс. Чтобы лучше понять, что может происходить, авторы просмотрели архивные данные и объединили их с данными новых наблюдений с помощью различных инструментов, в том числе X-шутерчасть Очень Большой Телескоп (VLT) в пустыне Атакама в Чили.

Существует множество причин, по которым обычно спокойная галактика может внезапно стать ярче, включая сверхновые или TDE, при которых часть первоначальной массы измельченной звезды резко выбрасывается наружу. Это, в свою очередь, может сформировать аккреционный диск вокруг черной дыры, излучающей мощные рентгеновские лучи и видимый свет. Но эти события не длятся и пяти лет — обычно не более нескольких сотен дней.

Таким образом, авторы пришли к выводу, что галактика пробудилась и теперь имеет АЯГ. Впервые обнаруженное Карлом Сейфертом в 1943 году, это свечение является результатом холодной пыли и газа, окружающих черную дыру, которые могут образовывать вращающиеся по орбите аккреционные диски. Гравитационные силы сжимают вещество в диске и нагревают его до миллионов градусов Кельвина, создавая излучение во всем электромагнитном спектре.

С другой стороны, активность может быть вызвана особенно длинным и слабым TDE — самым продолжительным и слабым из когда-либо обнаруженных, если это так. Или это может быть совершенно новое явление. Так что SDSS1335+0728 — это галактика, за которой стоит наблюдать. Астрономы уже готовятся к последующим наблюдениям с помощью многоблочного спектроскопического обозревателя VLT (MUSE) и чрезвычайно большого телескопа, а также, возможно, даже Обсерватория Веры Рубин планируется выпустить в сеть следующим летом. Его Большой синоптический обзорный телескоп (LSST) сможет непрерывно получать изображения всего южного неба, потенциально фиксируя еще больше пробуждений галактик.

«Независимо от характера изменений, [this galaxy] предоставляет ценную информацию о том, как черные дыры растут и развиваются». сказала соавтор Паула Санчес Саес, астроном Европейской южной обсерватории в Германии. «Мы ожидаем, что такие инструменты, как [these] будет ключом к пониманию [why the galaxy is brightening]».

В центре нашей галактики Млечный Путь (Sgr A*) также есть сверхмассивная черная дыра, но накопившегося материала пока недостаточно, чтобы астрономы могли уловить любое испускаемое излучение, даже в инфракрасном диапазоне. Поэтому ее галактическое ядро ​​считается неактивным. Возможно, она была активна в прошлом, и вполне возможно, что она снова проснется через несколько миллионов (или даже миллиардов) лет, когда Млечный Путь сольется с Галактикой Андромеды и их соответствующие сверхмассивные черные дыры объединятся. Только время покажет.

Астрономия и астрофизика, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202347957 (О DOI).

Изображение листинга от ESO/M. Корнмессер