Чёрная дыра в галактике J1007+3540 проснулась спустя 100 миллионов лет

Чёрная дыра проснулась через 100 млн лет: почему её джеты изогнулись

Представьте: объект молчит столетиями, а потом внезапно выплёскивает поток плазмы на миллион световых лет. Именно это зафиксировали астрономы в галактике J1007+3540. Сверхмассивная чёрная дыра в её центре не подавала признаков активности около 100 миллионов лет. А теперь — проснулась. И выбросила новые джеты прямо поверх старых, остывших.

Я не устаю удивляться: космос помнит всё. В данном случае — даже то, что было до появления динозавров на Земле.

Что именно увидели

Радиотелескопы Low Frequency Array (LOFAR) и модернизированный гигантский метровый радиотелескоп одновременно засняли две генерации струй. Внутренние — яркие, свежие. Внешние лопасти — потускневшие остатки старого выброса. Диаметр всей конструкции — почти миллион световых лет. Это в десять раз больше нашей галактики Млечный Путь.

Главная интрига — не сам факт пробуждения, а то, как новые джеты взаимодействуют с окружением. Галактика J1007+3540 сидит внутри массивного скопления, забитого раскалённым газом высокой плотности. Такой «бульон» давит на плазму со всех сторон.

Новые струи сжимаются и искривляются. Вместо того чтобы лететь прямо в космос, они загибаются назад — и формируют узкие вытянутые образования. Похоже на фонтан, который бьёт под напором встречного ветра.

Авторы исследования, ведущий астроном Шобха Кумари и доктор Сабьясачи Пал, называют это «эпизодическим активным ядром галактики». Такие ядра периодически включаются и выключаются в космологических временных масштабах. Включаются — когда к чёрной дыре поступает новый газ. Часть газа затягивается в чёрную дыру, а часть выбрасывается вдоль полюсов в виде намагниченной плазмы.

Как это работает: механика выброса

Давайте разберём по шагам, что происходит внутри такого объекта.

• Шаг 1. Газ из межгалактической среды падает на чёрную дыру. Не сразу — через аккреционный диск.
• Шаг 2. Диск разогревается до миллионов градусов. Часть вещества выталкивается магнитными полями вдоль оси вращения.
• Шаг 3. Плазма вылетает со скоростью, близкой к световой. Это и есть джет.
• Шаг 4. Если внешняя среда плотная — джет тормозится, изгибается и даже может «отражаться» назад.

В случае J1007+3540 именно плотный газ скопления заворачивает свежие струи. Старые, потускневшие лопасти вытянулись в длинные «хвосты». Новая активность просто перекрывает старую.

Недавно я заметил одну параллель: даже в масштабах галактик всё упирается в плотность среды. То же самое происходит в реактивных двигателях — если на пути слишком плотный воздух, струя отклоняется. Просто здесь — плазма и миллионы световых лет.

Сравнение с обычными AGN

Для наглядности — таблица отличий типичного активного ядра галактики (AGN) и эпизодического, как J1007+3540.

Такие объекты редки. Их трудно заметить, потому что фаза «спячки» длится дольше, чем человеческая цивилизация. Но именно они помогают понять, как галактики растут и как чёрные дыры влияют на своё окружение.

Личное мнение автора

Мне кажется, мы только начинаем видеть «дыхание» сверхмассивных чёрных дыр. Раньше считалось, что они либо активны, либо нет. Теперь выясняется: они могут просыпаться и засыпать десятки раз за время существования Вселенной. И каждый раз оставлять «отпечатки» в виде разновозрастных джетов.

У этого открытия есть практическая польза. Если мы научимся предсказывать такие пробуждения, то сможем лучше понимать эволюцию скоплений галактик. А ещё — как распределяется тёмная материя. Потому что джеты — это маркеры, которые подсвечивают структуру невидимого.

В общем, чёрная дыра в J1007+3540 — не просто курьёз. Это наглядный пример того, что космос живёт циклами. Даже если один цикл длится дольше, чем вся история человечества.