Космический ураган: сверхмассивная черная дыра породила ветра рекордной скорости

Астрономы зафиксировали сверхмассивную черную дыру, создающую космические ветра с рекордной скоростью.

Черная дыра, расположенная на расстоянии 135 миллионов световых лет от Земли в центре спиральной галактики NGC 3783, привлекла внимание исследователей после мощной вспышки рентгеновского излучения. По мере затухания взрыва в её окрестностях завыли ветра, скорость которых превысила 60 000 километров в секунду — одну пятую скорости света.

«Мы никогда прежде не наблюдали, чтобы черная дыра создавала ветра с такой стремительностью», — заявил в своем обращении Лии Гу, астроном из Нидерландского института космических исследований (SRON), руководивший исследованием.

Гу и его коллеги изучали активное галактическое ядро (АГЯ) NGC 3783 — яркую и динамичную область, окружающую «питающуюся» сверхмассивную черную дыру. Известно, что эти зоны способны внезапно вспыхивать и выбрасывать в пространство струи вещества и потоки ветра. Исследователи полагают, что наблюдаемая ими интенсивная рентгеновская вспышка и последовавшая за ней буря были вызваны запутанным магнитным полем черной дыры, которое внезапно «распуталось».

Команда сравнила этот процесс с тем, как Солнце выбрасывает гигантские извержения плазмы, известные как корональные выбросы массы, вскоре после того, как силовые линии его магнитного поля спутываются и разрываются. Однако в данном случае, как отметил в заявлении участник команды, астроном Европейского космического агентства (ЕКА) Маттео Гуайнацци, сверхмассивная черная дыра имеет массу в 30 миллионов солнц, что выводит её вспышки и выбросы «на масштаб, почти не поддающийся воображению». Для сравнения, скорость ветров от недавнего коронального выброса массы Солнца составила «жалкие» 1500 километров в секунду.

Открытие было сделано с помощью рентгеновских космических телескопов ЕКА XMM-Newton и XRISM. Команда Гу использовала эти два инструмента в тандеме: начальную вспышку отслеживали с помощью Оптического монитора на XMM-Newton, а анализ возникших ветров проводили инструментом Resolve на борту XRISM. Исследователи надеются применить аналогичный совместный подход для изучения других вспыхивающих активных галактических ядер.

Ученые также считают, что изучение АГЯ и порождаемых ими мощных вспышек может углубить наше понимание эволюции галактик.

«Поскольку их влияние столь велико, понимание магнетизма активных галактических ядер и того, как они создают подобные ветра, является ключом к познанию истории галактик», — заявила в своем обращении астрофизик, научный сотрудник ЕКА Камий Дье, участвовавшая в исследовании.

Уникальность этого события заключается не только в рекордной скорости. Наблюдение предоставило беспрецедентно детальные данные о самой механике процесса — от момента «перезамыкания» магнитных линий до формирования и распространения ветра. Это открывает новое окно в понимание того, как энергия, высвобождаемая при аккреции вещества на черную дыру, может передаваться и преобразовываться, влияя на межзвездную среду галактики на гигантских расстояниях. Фактически, такие «галактические ураганы» могут играть решающую роль в регулировании звездообразования, нагревая и рассеивая газ, из которого рождаются новые светила, и тем самым задавая темп жизни целых галактик.

Ученые подробно описали свое открытие в статье, опубликованной 9 декабря в журнале Astronomy & Astrophysics. Это исследование знаменует собой важный шаг в разгадке одной из самых мощных и загадочных сил, формирующих нашу Вселенную.