Международная группа исследователей, используя рентгеновские обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA) и XRISM – миссию под руководством Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) при участии ESA – обнаружила и изучила ранее невиданный мощный выброс от сверхмассивной черной дыры. Этот гравитационный монстр породил интенсивные ветры, выбрасывающие материю в космос с ошеломляющей скоростью в 60 000 километров в секунду.
Эта гигантская черная дыра находится в NGC 3783, впечатляющей спиральной галактике, недавно сфотографированной космическим телескопом NASA/ESA Hubble. Астрономы наблюдали яркую рентгеновскую вспышку, которая вырвалась из черной дыры и почти мгновенно ослабла. По мере затухания вспышки появились высокоскоростные ветры, устремившиеся наружу со скоростью, составляющей примерно одну пятую скорости света.
«Нам никогда раньше не доводилось наблюдать, как черная дыра порождает ветры с такой скоростью, – отмечает ведущий исследователь Лийи Гу из Нидерландской организации космических исследований (SRON). – Впервые мы увидели, как быстрый всплеск рентгеновского излучения от черной дыры немедленно запускает образование сверхбыстрых ветров, которые формируются всего за один день».
Для исследования галактики NGC 3783 и ее центральной черной дыры Гу и его команда использовали XMM-Newton Европейского космического агентства вместе с X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), миссией под руководством JAXA при участии ESA и NASA. Черная дыра, масса которой составляет около 30 миллионов Солнц, поглощает окружающий газ и пыль. Эта активность питает невероятно яркую и энергичную область в центре галактики, известную как активное галактическое ядро (AGN). AGNs излучают свет по всему электромагнитному спектру и могут порождать мощные джеты и ветры в окружающее пространство.
«Активные галактические ядра – это по-настоящему захватывающие и интенсивные области, являющиеся ключевыми объектами для телескопов XMM-Newton и XRISM», – подчеркивает Маттео Гуайнацци, научный сотрудник проекта XRISM от ESA и соавтор открытия. «Ветры вокруг этой черной дыры, по-видимому, образовались в результате внезапного «распутывания» сложного магнитного поля активного галактического ядра. Это похоже на вспышки на Солнце, но в масштабах, почти непостижимых для воображения».
Недавно обнаруженные ветры напоминают корональные выбросы массы Солнца – мощные извержения, выбрасывающие в космос огромные облака заряженного вещества. Это сравнение предполагает, что в некоторые моменты сверхмассивная черная дыра может вести себя подобно нашей звезде, делая этих далеких гигантов немного более понятными. Реальный пример произошел 11 ноября, когда Солнце произвело корональный выброс массы после интенсивной вспышки. Материал, выброшенный во время того солнечного события, стартовал с начальной скоростью около 1500 километров в секунду.
«Активные галактические ядра с мощными ветрами играют важную роль в эволюции своих галактик-хозяев и в процессе образования новых звезд», – добавляет Камиль Диез, член команды и научный сотрудник ESA. «Поскольку они оказывают такое значительное влияние, понимание магнетизма AGNs и того, как они порождают такие ветры, является ключом к постижению истории галактик по всей Вселенной».
XMM-Newton более 25 лет исследует самые горячие и экстремальные среды в космосе, в то время как XRISM изучает движение материи и энергии во Вселенной с момента своего запуска в сентябре 2023 года. Вместе эти миссии раскрыли это необычайное событие и помогли ученым понять вспышку и связанные с ней ветры. XMM-Newton отслеживал эволюцию вспышки с помощью своего оптического монитора и измерял протяженность ветров, используя камеру European Photon Imaging Camera (EPIC). XRISM обнаружил вспышку и ветры с помощью своего прибора Resolve, который проанализировал их скорость, структуру и процессы, вызвавшие их.
«Их открытие является результатом успешного сотрудничества, что является основной частью всех миссий ESA», – объясняет Эрик Кулкерс, научный сотрудник проекта XMM-Newton от ESA. «Пристально изучая активную сверхмассивную черную дыру, два телескопа обнаружили нечто невиданное ранее: быстрые, сверхскоростные ветры, вызванные вспышками, которые напоминают явления, наблюдаемые на Солнце. Это захватывающее открытие предполагает, что механизмы солнечной и высокоэнергетической физики могут действовать удивительно схожим образом по всей Вселенной».
