Астрономи вперше побачили пробудження надмасивної чорної діри в далекій галактиці

У 2019 році далека тьмяна галактика SDSS1335+0728 несподівано швидко наростила яскравість. У центрі галактик бувають спалахи яскравості, коли якась невдаха зірка підлітає надто близько до чорної діри. Зазвичай, ці події тривають десятки днів. Тут же галактика залишається яскравою через кілька років. Очевидно, астрономи вперше спіймали виникнення активного галактичного ядра.

Надмасивні чорні дірки в центрі різних галактик більшу частину своєї маси накопичують за рахунок активного поглинання матерії. Вважається, що цей період швидкого зростання кожної дірки триває від десятків тисяч до десятків мільйонів років. Активність об’єкта у своїй непостійна — ядро ​​галактики ніби «включається» і «вимикається». Судячи з розмірів надмасивних чорних дірок, більшість відомих нам галактик вже пройшли цей етап. Але у чорних дірок середньої маси все ще може бути попереду.

Середніми вважають чорні дірки розміром від десятків до сотень тисяч сонячних мас, малими надмасивними від сотень тисяч до мільйонів сонячних мас. За розрахунками, вони виростають із зародків масою від сотень сонячних мас до десятків тисяч. Якщо ми вважаємо, що в майбутньому невеликі чорні діри стануть такими ж величезними, як надмасивні, то в якийсь момент вони неминуче увійдуть у період активності.

Вчені шукають галактики із середніми дірками, сподіваючись зловити момент початку зростання. У лютому 2024 року астрономи повідомили про відкриття молодого активного галактичного ядра в раніше спокійній галактиці. Дослідження вийшло в журналі Astronomy & Astrophysics. На жаль, на момент виявлення об’єкта із «пробудження» минуло кілька років. Тепер ученим пощастило.

Наприкінці 2019 року непримітна галактика SDSS1335+0728 зненацька почала світитися набагато яскравіше, ніж раніше. Аби зрозуміти причину, астрономи організували додаткові спостереження. Піка яскравості об’єкт досягнув до березня 2020-го. З того часу яскравість падає вже понад 1550 днів. Зараз об’єкт яскраво світиться в ультрафіолетовому, видимому та інфрачервоному діапазоні хвиль. У лютому 2024 року галактика почала випромінювати рентгенівське проміння.

Є кілька можливих причин спалаху центру галактики: подія приливного руйнування, зміна стану активного галактичного ядра, просто незвичайна поведінка активного ядра та інші. Навіть поява наднової в центральній області галактики може виглядати як спалах центру галактики.

Зіставивши нові дані з архівними спостереженнями з космічних і наземних телескопів, дослідники дійшли висновку, що їм все ж таки вдалося зловити заповітний момент «активації» чорної дірки в центрі галактики. Вони можуть виключити гіпотезу, що це могла бути подія приливної руйнації. Втім, якщо це справді була зірка, що підлетіла надто близько, її руйнація вийшла вкрай аномальною. Надто вже тьмяний вийшов спалах, і надто довго згасає його яскравість.

Світло галактики SDSS1335+0728 летіло до нас приблизно 340 мільйонів років (червоне усунення 0,024). Вона розташована у напрямку сузір’я Діви. Її маса – близько шести мільярдів сонячних мас. Маса чорної діри в центрі — приблизно кілька мільйонів сонячних мас, тобто вона вважається малою надмасивною чорною дірою.

За словами співавтора дослідження Клаудіо Річі з Університету Дієго Порталеса (Чилі), «подібна активація може статися і з нашим Стрільцем А*, масивною чорною діркою в центрі нашої Галактики». Щоправда, невідомо, наскільки можливо така подія.

Автори нової роботи, опублікованої в журналі Astronomy & Astrophysics , все ж таки впевнені, що нарешті зловили «активацію» галактичного ядра. Але щоб виключити інші гіпотези, потрібно продовжувати спостерігати за об’єктом. Згадане вище молоде активне ядро, описане в лютому 2024 року, може бути орієнтиром того, якими мають стати параметри SDSS1335+0728 через кілька років.

«Які б не були причини варіативності, ця галактика — джерело цінної інформації про зростання та еволюцію чорних дірок», — прокоментувала відкриття Паула Санчез Саєз (Paula Sánchez Sáez), астроном Європейської південної обсерваторії та головний автор нової наукової роботи.