Международные группы астрономов, наблюдающие за сверхмассивной черной дырой в сердце далекой галактики, обнаружили невиданные ранее особенности, используя данные миссий НАСА и других объектов. Эти особенности включают в себя выброс плазменной струи, движущейся со скоростью, почти в треть превышающей скорость света, и необычные, быстрые колебания рентгеновского излучения, которые, вероятно, возникают у самого края 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, масса которой эквивалентна примерно 1,4 миллионам Солнц.
"В 2018 году черная дыра начала менять свои свойства прямо на наших глазах, вызвав мощную вспышку оптического, ультрафиолетового и рентгеновского излучения", - сказала Эйлин Мейер, доцент UMBC (Университет Мэриленда в округе Балтимор). - С тех пор многие команды внимательно следят за этим".
Она представила результаты своей группы на 245-м заседании Американского астрономического общества в Нэшнл-Харбор, штат Мэриленд. Статья под руководством Майер, описывающая результаты радиосвязи, была опубликована в Astrophysical Journal Letters.
После вспышки черная дыра, по-видимому, вернулась в спокойное состояние, после чего активность снизилась почти на год. Но к апрелю 2023 года команда под руководством Сибасиша Лаха из UMBC и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, отметила устойчивое, продолжавшееся месяцами увеличение количества рентгеновских лучей низкой энергии при измерениях обсерваторией Нила Герелса Swift и телескопом NICER (Neutron star Interior Composition Explorer). на Международной космической станции. Эта программа мониторинга, которая также включает наблюдения с помощью телескопа NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) НАСА и миссии XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA), продолжается.
Усиление рентгеновского излучения побудило команду UMBC провести новые радионаблюдения, которые показали, что наблюдалась сильная и весьма необычная радиовспышка. Затем ученые приступили к интенсивным наблюдениям с использованием VLBA (антенной системы с очень длинной базовой линией) NRAO (Национальная радиоастрономическая обсерватория) и других средств.
Сеть радиотелескопов VLBA, разбросанных по всей территории США, объединяет сигналы от отдельных антенн, создавая нечто вроде мощной радиокамеры с высоким разрешением. Это позволяет VLBA обнаруживать объекты диаметром менее светового года на расстоянии 1ES 1927+654.
Радиоданные, полученные в феврале, апреле и мае 2024 года, показывают, что по обе стороны от черной дыры простираются струи ионизированного газа или плазмы общим размером около половины светового года. Астрономы долгое время ломали голову над тем, почему лишь малая часть гигантских черных дыр испускает мощные плазменные струи, и эти наблюдения могут дать важнейшие подсказки.
"Выброс струи из черной дыры никогда ранее не наблюдался в реальном времени", - отметил Мейер. "Мы думаем, что выброс начался раньше, когда рентгеновское излучение усилилось перед радиовспышкой, и струя была скрыта от нашего взора горячим газом, пока не вырвалась в начале прошлого года".
Статья, в которой рассматривается такая возможность, под руководством Лаха, находится на рассмотрении в Astrophysical Journal и доступна на сервере препринтов arXiv. Майер и Меган Мастерсон, докторант Массачусетского технологического института в Кембридже, которые также выступили на конференции, являются соавторами.
Используя наблюдения XMM-Newton, Мастерсон обнаружил, что в период с июля 2022 по март 2024 года черная дыра демонстрировала чрезвычайно быстрые изменения в рентгеновском излучении. В течение этого периода яркость рентгеновского излучения постоянно повышалась и падала на 10% каждые несколько минут. Такие изменения, называемые квазипериодическими колебаниями в миллигерцах, трудно обнаружить вокруг сверхмассивных черных дыр, и на сегодняшний день они наблюдались лишь в нескольких системах.
