Астрономы стали свидетелями пробуждения массивных черных дыр

Используя данные обследования всего неба SRG/eROSITA, ученые из Института внеземной физики Макса Планка обнаружили две галактики, которые ранее были в состоянии покоя, а сейчас демонстрируют квазипериодические извержения.

Как рассказывают в Обществе имени Макса Планка, ядра этих галактик освещаются в рентгеновских лучах каждые несколько часов, достигая пиковой яркости, сопоставимой с целой галактикой. Происхождение этого пульсирующего поведения непонятное. Возможная причина -- звездный объект вращается вокруг центральной черной дыры. Поскольку эти галактики расположены относительно близко и являются малыми, это открытие может помочь ученым лучше понять, как активируются черные дыры в галактиках с низкой массой.

Квазары или «активные галактические ядра» (AGN) часто называют маяками дальнего Вселенной. Светимость их центральной области, где очень массивная черная дыра аккрецирует большое количество материала, может быть в тысячи раз больше, чем у галактики, подобной нашему Млечному Пути. Однако, в отличие от маяка, AGN светит непрерывно.

"В ходе осмотра всего неба с помощью eROSITA мы обнаружили две ранее спокойные галактики с огромными, почти периодическими резкими импульсами в их рентгеновском излучении", - говорит Рикардо Аркодия, аспирант Института внеземной физики имени Макса Планка (MPE), который является первым автором исследования, опубликованного недавно в журнале Nature. Такие виды объектов являются достаточно новыми: раньше было известно только о двух таких источниках, которые были найдены случайно или в архивных данных за последние пару лет. "Поскольку этот новый тип извергающихся источников, видимо, имеет особенности в рентгеновских лучах, мы решили использовать eROSITA в качестве слепого осмотра и сразу нашли еще два", - добавляет он.

В настоящее время телескоп eROSITA сканирует все небо на рентгеновские лучи, и непрерывный поток данных хорошо подходит для поиска переходных событий, таких как эти извержения. Оба новые источники, обнаруженные eROSITA, показали высокую амплитудную рентгеновскую переменность всего за несколько часов, что было подтверждено дальнейшими наблюдениями с помощью рентгеновских телескопов XMM-Newton и NICER. В отличие от двух известных подобных объектов, новые источники, обнаруженные eROSITA не были ранее активными галактическими ядрами.

"Это были нормальные, обычные галактики со средней массой с неактивными черными дырами", - объясняет Андреа Мерлони из MPE, главный исследователь eROSITA. "Без этих внезапных, повторяющихся рентгеновских извержений мы бы их проигнорировали". Теперь у ученых появилась возможность исследовать окрестности самых сверхмассивных черных дыр. Они имеют 100 000 - 1 млн раз больше массы от нашего Солнца "

Квазипериодические излучения, такое как то, которое было обнаружено eROSITA, обычно ассоциируется с бинарными системами. Если эти извержения действительно вызваны наличием орбитального объекта, его масса должна быть гораздо меньше черной дыры -- порядка звезды или даже белого карлика, который может быть частично разрушен огромными приливными силами рядом с черной дырой при каждом его проходе.

Оптическое изображение второй галактики, найденной с квазипериодическими извержениями в данных всего неба eROSITA, рентгеновская кривая от XMM-Newton накладывается пурпурным цветом. Галактика была идентифицирована как 2MASX J02344872-4419325 с красным смещением z ~ 0,02. Это источник показывает значительно более узкие и частые извержения, примерно каждые 2,4 часа. © MPE; optical image: DESI Legacy Imaging Surveys/D. Lang (Perimeter Institute)

"Мы еще не знаем, что вызывает эти извержения рентгеновских лучей", - признается Аркодия. "Но мы знаем, что в окрестностях черной дыры до недавнего времени было тихо, поэтому для возникновения этих явлений не требуется предварительное существование аккреционного диска". Будущие рентгеновские наблюдения помогут ограничить или исключить "сценарий орбитального объекта" и отследить возможные изменения в орбитальном периоде. Подобные виды объектов также могут наблюдаться с помощью сигналов гравитационных волн, открывая новые возможности в многоканальной астрофизике.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.