Сверхмассивная чёрная дыра внезапно вспыхнула — дальше произошло нечто пугающе быстрое

Сверхмассивные чёрные дыры обычно прячут свою самую бурную активность за плотными облаками газа и пыли в центрах галактик. Однако иногда даже такие космические гиганты устраивают короткое, но впечатляющее представление. Астрономам удалось зафиксировать редкий момент, когда одна из них буквально "вспыхнула" в рентгеновском диапазоне и почти сразу выбросила мощные ветры в окружающее пространство. Всё произошло за считанные часы — поразительно быстро для объекта, масса которого в миллионы раз превышает массу Солнца. Об этом сообщает научное издание со ссылкой на данные космических обсерваторий.

Необычное поведение чёрной дыры в NGC 3783

NGC 3783 — спиральная галактика, расположенная примерно в 140 миллионах световых лет от Земли. Именно в её центре астрономы заметили резкую рентгеновскую вспышку. Когда излучение начало ослабевать, из области вокруг чёрной дыры поднялись экстремально быстрые ветры.

Скорость потоков достигала около 60 000 километров в секунду — это почти пятая часть скорости света. Подобные резкие изменения крайне редки, особенно когда речь идёт о столь массивных объектах.

"Мы не видели, чтобы чёрная дыра создавала ветры так быстро. Впервые мы зафиксировали, как короткая рентгеновская вспышка немедленно запускает сверхбыстрые ветры, причём они формируются всего за один день", — отметил исследователь Организации космических исследований Нидерландов Лий Гу.

Телескопы, которые поймали вспышку

Наблюдения велись сразу двумя рентгеновскими телескопами — XMM-Newton и XRISM. Работая синхронно, они отследили, как вспышка усиливалась и затухала, а затем наблюдали за рождением и развитием ветров.

XRISM позволил детально измерить скорость и структуру потоков, тогда как XMM-Newton фиксировал эволюцию самой вспышки и оценивал энергию, которую чёрная дыра передала окружающему пространству. Масса объекта в центре NGC 3783 оценивается примерно в 30 миллионов солнечных масс — сопоставимо с другими активными ядрами, о поведении которых учёные узнают всё больше, в том числе при изучении стабильных орбит объектов возле чёрной дыры Млечного Пути.

Что запускает такие ветры

Исследователи предполагают, что ключевую роль сыграло резкое изменение магнитного поля активного галактического ядра (AGN). По словам Маттео Гуайнацци, учёного проекта ESA XRISM, магнитные линии могли внезапно "перекрутиться" и высвободить энергию — процесс, отдалённо напоминающий солнечные вспышки.

Разница лишь в масштабе. Солнце несравнимо меньше сверхмассивной чёрной дыры, но базовые физические механизмы могут быть схожими. Для сравнения учёные вспомнили корональные выбросы массы: например, одно из солнечных извержений отправило вещество со скоростью около 1500 километров в секунду. Это намного медленнее, чем в NGC 3783, но логика процесса может быть общей.

Как ветры влияют на галактику

Сверхбыстрые ветры AGN способны менять судьбу всей галактики. Они переносят энергию далеко от центра, нагревают газ и могут либо подавлять, либо, наоборот, стимулировать рождение новых звёзд.

"Ветреные AGN играют важную роль в том, как галактики-хозяева эволюционируют со временем и как в них формируются новые звёзды", — подчеркнула Камилла Диес, научный сотрудник Европейского космического агентства.

Такие события помогают понять, как сверхмассивные чёрные дыры влияли на формирование галактик в далёком прошлом, включая эпохи, когда во Вселенной уже существовали чёрные дыры массой в сотни миллионов Солнц.

Почему это наблюдение так важно

XMM-Newton изучает высокоэнергетическую Вселенную уже более 25 лет, а XRISM был запущен лишь в сентябре 2023 года и специализируется на движении материи и энергии в космосе. Их совместная работа позволила зафиксировать редкое и кратковременное событие во всех деталях.

"Это открытие стало возможным благодаря тесному сотрудничеству, которое лежит в основе всех миссий ЕКА", — отметил учёный проекта ESA XMM-Newton Эрик Куулкерс.

По его словам, впервые удалось напрямую увидеть, как рентгеновская вспышка запускает сверхбыстрые ветры, удивительно напоминающие процессы, происходящие на Солнце, но в колоссально увеличенном масштабе.