Астрономы из Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружили, возможно, самый большой из когда-либо наблюдавшихся во Вселенной поток перегретого газа, истекающий из соседней галактики VV 340a. Открытие, сделанное благодаря данным космического телескопа «Джеймс Уэбб», подробно описано в журнале Science.
Исследователи зафиксировали огромные облака раскаленного газа, извергающиеся с обеих сторон галактики. Эти светящиеся структуры образуют две длинные и узкие туманности, подпитываемые интенсивной активностью сверхмассивной черной дыры в ядре галактики. Каждая туманность простирается на расстояние не менее трех килопарсеков – ошеломляющая цифра, если учесть, что толщина всего диска галактики VV 340a составляет примерно те же три килопарсека. «В других галактиках такой тип высокоэнергетического газа почти всегда ограничен несколькими десятками парсеков от черной дыры, наше открытие превышает типичные показатели в 30 и более раз», – отмечает ведущий автор Джастин Кейдер.
Наблюдения с помощью радиотелескопа Very Large Array выявили пару массивных плазменных джетов – струй, вырывающихся с противоположных сторон галактики. Такие джеты образуются, когда газ, падающий на сверхмассивную черную дыру, разогревается до экстремальных температур и взаимодействует с мощными магнитными полями, выбрасывая заряженное вещество наружу с огромной скоростью. Что особенно примечательно, джеты движутся по спиралевидной траектории, что указывает на процесс, известный как «прецессия джета» – постепенное изменение направления струй, подобное медленному колебанию волчка. Это первое в истории наблюдение прецессирующего радиоджета галактического масштаба в дисковой галактике.
По мере своего движения джеты сталкиваются с окружающим веществом внутри галактики, выталкивая его из центра и нагревая до запредельных температур. Этот процесс создает так называемый корональный газ – сверхионизированную, перегретую плазму, названную по аналогии с внешней атмосферой Солнца. Обычно такой газ обнаруживается в непосредственной близости от черной дыры и крайне редко выходит за пределы галактики, что делает новое наблюдение уникальным. Мощность этого выброса колоссальна – по словам Кейдера, энергия, переносимая корональным газом, эквивалентна взрыву 10 квинтиллионов водородных бомб каждую секунду.
Полную картину удалось составить лишь после объединения данных с нескольких обсерваторий. Телескоп «Джеймс Уэбб» был незаменим для обнаружения самого коронального газа, поскольку его инфракрасные приборы способны «видеть» сквозь плотные облака пыли, скрывающие центр галактики от телескопов видимого света. В то же время наблюдения с телескопа Кек II на Гавайях выявили более холодный газ, простирающийся еще дальше – до 15 килопарсеков от черной дыры. Ученые считают этот холодный газ «ископаемой летописью» предыдущих эпизодов активности черной дыры.
Воздействие джетов на галактику носит разрушительный характер. Согласно исследованию, VV 340a ежегодно теряет столько газа, сколько потребовалось бы для формирования 19 звезд, подобных нашему Солнцу. «Этот процесс значительно ограничивает звездообразование в галактике, нагревая и удаляя необходимый для этого газ», – объясняет Кейдер. Хотя в Млечном Пути сегодня не наблюдается ничего подобного, данные свидетельствуют о том, что наша собственная сверхмассивная черная дыра пережила активную фазу около двух миллионов лет назад. Новое открытие поможет лучше понять, как деятельность черных дыр влияет на долгосрочную эволюцию галактик.
