Впервые астрономы наблюдали, как далекая сверхмассивная черная дыра «просыпается» после очень долгого периода затишья — и выглядит это как извержение «космического вулкана» поистине чудовищных масштабов
Радиогалактика, получившая обозначение J1007+3540, является частью скопления, которое удалено на 2,1-2,4 миллиарда световых лет от нас. Сейчас ее центральная черная дыра выбрасывает в пространство мощные струи намагниченной плазмы, которые простираются почти на миллион световых лет — это один из самых впечатляющих примеров «пробуждения» черной дыры, когда-либо зафиксированный в радиодиапазоне.
Новые наблюдения показывают компактную, яркую внутреннюю струю — явный признак свежего выброса вещества. Она как бы вписана внутрь более старых, уже выцветающих «лопастей» плазмы, оставшихся от предыдущих периодов активности. В итоге получилась многослойная структура, которая прямо указывает: черная дыра работает не непрерывно, а «включается» и «выключается» с огромными паузами — десятки и сотни миллионов лет — между циклами активности.
Историю этих циклов астрономам удалось восстановить по радионаблюдениям. Для этого использовали данные от низкочастотной радиоинтерферометрической сети LOFAR в Европе и модернизированного индийского радиотелескопа Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT). В сочетании эти инструменты позволяют одновременно видеть и молодую, только что «запущенную» струю, и древнее реликтовое излучение от прошлых эпизодов активности, которое слабее и «краснее» по спектру.
Важную роль в формировании этой структуры играет окружающая среда. Черная дыра расположена в горячем внутрикластерном газе, который заполняет все скопление галактик. Давление этого газа настолько велико, что струи плазмы не могут свободно расширяться: их изгибает, сжимает и искажает. Именно из-за этого на радиоснимках заметны, например, изогнутая и сжатая лопасть — след того, как струя «натыкается» на более плотные участки среды и изменяет направление.
Еще один аргумент в пользу многократных перезапусков — спектр радиоизлучения. В некоторых частях структуры он необычайно «крутой»: интенсивность резко падает на высоких частотах. Это признак старых, сильно потерявших энергию электронов, которые уже давно были выброшены черной дырой и успели «остудиться» в межгалактическом пространстве. На этом фоне молодые участки струй выглядят более яркими и «жесткими» по спектру, что подчеркивает разницу между свежей и древней активностью.
Теперь астрономы планируют провести более детальные наблюдения центральной области с высоким угловым разрешением. Им важно проследить, как именно «перезапущенные» струи пробиваются сквозь газ скопления, как меняют форму и теряют энергию. Эти данные помогут понять, насколько часто сверхмассивные черные дыры переживают такие циклы «отключения» и повторного «включения», и какую роль подобные «космические вулканы» играют в эволюции галактик и скоплений.
Читайте также: Астрономы обнаружили гигантский резервуар водяного пара, окружающий квазар APM 08279+5255.
