Астрономы в восторге от того, что голодная черная дыра просыпается и начинает питаться

В центре почти каждой галактики находится гигантский монстр: сверхмассивная черная дыра , масса которой в десятки тысяч или даже миллионы раз превышает массу Солнца. Но не все эти монстры одинаковы: некоторые степенные и тихие, а другие активны и быстро поглощают окружающий их материал . Теперь астрономы внимательно изучают черную дыру, которая «просыпается» и переходит из спящего состояния в активное, когда начинает поглощать близлежащую материю.

Черная дыра в центре галактики SDSS1335+0728, расположенной на расстоянии 300 миллионов световых лет от нас, десятилетиями молчала, поскольку потребляла мало материи и находилась в спящем состоянии. Но недавно он внезапно загорелся и начал извергать рентгеновские лучи, когда проснулся и начал питаться.

Астрономы наблюдали за черной дырой с помощью телескопа Европейского космического агентства (ЕКА) под названием XMM-Newton, а также телескопов НАСА NICER, Chandra и Swift.

«Это редкое событие дает астрономам возможность наблюдать за поведением черной дыры в реальном времени с помощью рентгеновских космических телескопов», — сказала ведущий исследователь Лорена Эрнандес-Гарсия из Университета Вальпараисо. "Это явление известно как квазипериодическое извержение, или QPE. QPE — это кратковременные вспышки. И это первый раз, когда мы наблюдаем такое событие в черной дыре, которая, кажется, просыпается".

Яркий центр этой галактики получил прозвище «Анский», и астрономы наблюдают его с 2019 года. Они до сих пор не знают, что заставляет черную дыру включаться таким образом, и это редкая возможность изучить черную дыру, выходящую из спячки — и эта особенно мощная.

«Всплески рентгеновского излучения от Ansky в десять раз длиннее и в десять раз ярче, чем то, что мы видим от обычного QPE», — сказал коллега-исследователь Джохин Чакраборти из Массачусетского технологического института. "Каждое из этих извержений высвобождает в сто раз больше энергии, чем мы видели где-либо еще. Извержения Ански также демонстрируют самую длинную периодичность, когда-либо наблюдавшуюся, – около 4,5 дней. Это подталкивает наши модели к их пределам и бросает вызов нашим существующим представлениям о том, как генерируются эти рентгеновские вспышки".

Черные дыры обычно испускают рентгеновские лучи, потому что материя, кружащаяся вокруг них в области, называемой аккреционным диском, становится чрезвычайно горячей. Но эти всплески энергии настолько сильны, что предполагают, что происходит что-то другое: возможно, какой-то объект, такой как звезда или черная дыра меньшего размера, втягивается в аккреционный диск и вызывает ударную волну в окружающем материале, создавая всплеск рентгеновских лучей.

Исследователи надеются, что, продолжая наблюдать за развитием Ански, со временем они смогут получить больше информации. «Что касается QPE, мы все еще находимся на той стадии, когда у нас больше моделей, чем данных, и нам нужно больше наблюдений, чтобы понять, что происходит», — сказал научный сотрудник ЕКА и рентгеновский астроном Эрван Квинтин.

"Мы думали, что QPE были результатом того, что маленькие небесные объекты были захвачены гораздо более крупными и спустились к ним по спирали. Извержения Ански, похоже, рассказывают нам другую историю".

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy .