На расстоянии сотен миллионов световых лет сверхмассивная черная дыра находится в центре скопления галактик по имени Змееносец. Хотя черные дыры известны тем, что всасывают окружающий материал, они иногда выбрасывают материал в струи. Эта черная дыра - место почти невообразимо мощного взрыва, созданного, когда было выброшено огромное количество материала.
«В некотором смысле, этот взрыв похож на извержение горы. Сент-Хеленс в 1980 году сорвал вершину горы ».
Симона Джиантуччи, ведущий автор.
Галактическое скопление Ophiuchus находится на расстоянии около 390 миллионов световых лет. В центре скопления находится галактика с сверхмассивной черной дырой. Астрономы, использующие данные рентгеновской обсерватории Чандра и космического корабля XMM Newton ЕКА, увидели взрыв черной дыры. Они также использовали радионаблюдения с Murchison Widefield Array (MWA) в Австралии и гигантского Metrewave Radio Telescope (GMRT) в Индии.
Команда, стоящая за этой работой, опубликовала свои результаты в Astrophysical Journal. Их статья озаглавлена «Обнаружение гигантского радиоактивного окаменелости в скоплении галактики Змееносца». Ведущий автор статьи - Симона Джацинтучи из военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия.
«В некотором смысле, этот взрыв похож на извержение горы. Хеленс в 1980 году сорвал вершину горы », - сказал ведущий автор Джацинтуччи. «Ключевое отличие состоит в том, что вы могли бы поместить пятнадцать галактик Млечного пути подряд в кратер, когда это извержение пробило горячий газ скопления».
Дыра, созданная взрывом, называется радио-окаменелостью. Он вырезан из космоса струями или лучами перегретого материала, который взрывается из черной дыры и сталкивается с окружающим материалом. Эти джеты являются результатом того, что астрономы называют активными ядрами галактик, или AGN, которые испускаются чёрными дырами, которые «питаются». В этом случае вырезанная область была впервые замечена на изображениях Чандры как необычный изогнутый край. Об этом впервые было сообщено в газете 2016 года.
Авторы этой статьи задавались вопросом, могла ли черная дыра образовать этот изогнутый край, но отвергли эту идею, полагая, что ни одна черная дыра не может быть такой мощной. В этом документе они сказали: «Мы пришли к выводу, что эта особенность, скорее всего, связана с газовой динамикой, связанной с слиянием».
В этой новой статье авторы пришли к другому выводу. «Таким образом, кажется, что это очень старое окаменелость самого мощного взрыва AGN, наблюдаемого в любом скоплении галактик».
Количество энергии при взрыве ошеломляет. Он выпустил в пять раз больше энергии, чем предыдущий рекордсмен, и в сотни тысяч раз больше, чем типичные кластеры.
Крест в помеченной версии показывает, где находится центральная галактика. Самый холодный и плотный газ находится на расстоянии около 6500 световых лет от центральной галактики. На этом изображении это соответствует области меньше, чем крест, используемый для определения местоположения центральной галактики, и источника взрыва. Интересно, что если бы газ перемещался так далеко от источника, то черная дыра источника была бы лишена топлива для его роста. Это в свою очередь остановило бы самолеты.
Согласно этой новой статье, именно это и произошло. «В настоящее время AGN испытывает недостаток в аккреции холодного газа, потому что пик плотности газа смещается при выплескивании активной зоны», - говорят авторы. «Сам выплескивание могло быть вызвано этим необычайным взрывом, если бы он произошел в асимметричном газовом сердечнике. Этот динозавр может быть ранним примером нового класса источников, которые будут обнаружены низкочастотными исследованиями скоплений галактик ».
Астрономы используют термин «выплескивание» для описания вытеснения газа. Это похоже на жидкость, которая плещется в контейнере. Выплескивание обычно вызывается слиянием двух скоплений галактик, но астрономы считают, что в этом случае взрыв мог быть причиной этого.
В то время как предыдущий документ 2016 года был основан исключительно на рентгеновских данных Chandra, новый документ использовал рентгеновские данные XMM Newton от ESA, чтобы обнаружить необычный изогнутый элемент и подтвердить его. Они также использовали радиоданные из двух обсерваторий для дальнейшего изучения региона. Эти данные подтвердили, что искривленный край действительно является краем гигантской радиопоглощающей ямы. Ключом к этому являются радиоизлучения вне дыры, которые были ускорены до почти релятивистских скоростей. Слияние не может этого сделать; мог только массивный взрыв материала.
«Радиоданные вписываются в рентгеновские лучи, как рука в перчатке», - сказал соавтор Максим Маркевич из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Это клинчер, который говорит нам, что здесь произошло извержение беспрецедентных размеров».
Извержение уже в прошлом, и астрономы не могут увидеть никаких свидетельств продолжения активности AGN из черной дыры. Это соответствует данным, которые показывают черную дыру внутри огромного пузыря своего собственного производства.
«Как это часто бывает в астрофизике, нам действительно нужны многоволновые наблюдения, чтобы по-настоящему понять физические процессы на работе», - сказала Мелани Джонстон-Холлитт, соавтор Международного центра радиоастрономии в Австралии. «Наличие объединенной информации от рентгеновских и радиотелескопов выявило этот необычный источник, но потребуется больше данных, чтобы ответить на многие оставшиеся вопросы, которые ставит этот объект».
Больше:
- Пресс-релиз: рекордный взрыв чёрной дыры
- Космический журнал: что такое активные галактические ядра?
- Научно-исследовательская работа: Обнаружение гигантского радио ископаемого в скоплении галактики Ophiuchus
