Через сотні мільйонів світлових років у центрі скупчення галактик на ім’я Опіхус сидить надмасивна чорна діра. Хоча чорні діри відомі тим, що всмоктують навколишній матеріал, іноді вони викидають матеріал у струменях. Ця чорна діра - це місце майже немислимо потужного вибуху, створеного при вигнанні величезної кількості матеріалу.
"У чомусь цей вибух схожий на виверження гори. Сент-Хеленс у 1980 році зірвав вершину гори. "
Симона Джантуччі, головний автор.
Скупчення галактики Опіхуса знаходиться близько 390 мільйонів світлових років. У центрі скупчення знаходиться галактика із надмасивною чорною дірою. Астрономи, що використовували дані рентгенівської обсерваторії Чандра та космічного апарату XAM Ньютона ESA, побачили вибух чорної діри. Вони також використовували радіоспостереження з масиву Мерчісон Широкополосний масив (MWA) в Австралії та радіотелескопа Giant Metrewave (GMRT) Індії.
Команда, що стоїть за цією роботою, опублікувала свої результати в The Astrophysical Journal. Їхній документ одержав назву "Відкриття гігантського радіоскопача в скупченні галактики Офіхус". Головний автор статті - Симона Джачінтуччі з Військово-морської лабораторії у Вашингтоні, округ Колумбія.
"У чомусь цей вибух схожий на виверження гори. Хеленс у 1980 році зірвав вершину гори ", - сказав головний автор Джачінтуччі. "Ключова відмінність полягає в тому, що ви можете помістити п'ятнадцять галактик Чумацького шляху поспіль у кратер, і це виверження пробито в гарячий газ кластера".
Дірку, створену вибухом, називають радіокопачем. Він вирізаний з космосу струменями або балками нагрітого матеріалу, які вибухають із чорної діри і стикаються з навколишнім матеріалом. Ці струмені є результатом того, що астрономи називають активними галактичними ядрами, або AGN, які випромінюються чорними дірами, які "живляться". У цьому випадку вирізану зону вперше було помічено на зображеннях Чандри як незвичайний вигнутий край. Про це вперше було повідомлено у документі за 2016 рік.
Автори цього документу цікавились, чи може чорна діра створити цей вигнутий край, але відкинули цю ідею, думаючи, що жодна чорна діра не може бути такою потужною. У цьому документі вони сказали: "Ми робимо висновок, що ця особливість, швидше за все, пов'язана з динамікою газу, пов'язаною зі злиттям".
У цій новій роботі автори дійшли іншого висновку. "Таким чином, це, здається, дуже старі копалини найпотужнішого спалаху AGN, що спостерігається в будь-якому кластері галактик".
Кількість енергії при вибуху приголомшує. Це випустило в п'ять разів більше енергії, ніж попередній рекордсмен, і в сотні тисяч разів більше, ніж типові кластери.
Хрест у міченій версії показує, де знаходиться центральна галактика. Найкрутіший і найгустіший газ розташований приблизно від 6500 світлових років від центральної галактики. На цьому зображенні це відповідає площі, меншій за хрест, який використовується для знаходження центральної галактики, та джерела вибуху. Цікаво, що якби газ рухався так далеко від джерела, то чорна діра джерела була б позбавлена палива для свого зростання. Це в свою чергу зупинило б струми.
Згідно з цим новим документом, саме так і сталося. "AGN в даний час голодує від накопичення прохолодного газу, оскільки пік щільності газу зміщується за допомогою ядра", - говорять автори. "Сам збиток міг бути розпочатий цим надзвичайним вибухом, якби він стався в асиметричному газовому ядрі. Цей динозавр може бути раннім прикладом нового класу джерел, який слід розкрити низькочастотними дослідженнями кластерів галактики ".
Астрономи використовують термін «збивання» для опису витіснення газу. Це схоже на рідину, що хлюпається навколо контейнера. Збивання зазвичай викликається об'єднанням двох кластерів галактики, але астрономи вважають, що в цьому випадку вибух міг би його спричинити.
Хоча попередній документ 2016 року базувався виключно на рентгенівських даних Chandra, новий документ використовував дані рентгенівських даних від XMM Newton ESA, щоб визначити незвичну вигнуту функцію та підтвердити її. Вони також використовували радіодані двох обсерваторій для подальшого вивчення регіону. Ці дані підтвердили, що зігнутий край справді є краєм гігантської радіоскопічної ями. Ключовим для цього є радіовипромінювання поза отвором, які були прискорені до майже релятивістських швидкостей. Злиття не могло цього зробити; тільки масовий вибух матеріалу міг.
"Радіодані вкладаються всередину рентгенівських променів, як рука в рукавичці", - сказав співавтор Максим Маркевич з Центру космічних польотів Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд. "Це клінчер, який говорить нам, що тут сталося виверження безпрецедентного розміру".
Виверження вже минуле, і астрономи не можуть побачити жодних доказів тривалої активності AGN з чорної діри. Це відповідає даним, що показує чорну діру у величезній бульбашці власного виготовлення.
"Як це часто буває в астрофізиці, нам дійсно потрібні багатохвильові спостереження, щоб по-справжньому зрозуміти фізичні процеси на роботі", - сказала Мелані Джонстон-Холліт, співавтор Міжнародного центру радіоастрономії в Австралії. "Об'єднана інформація з рентгенівських та радіотелескопів виявила це надзвичайне джерело, але потрібно буде більше даних, щоб відповісти на багато питань, що залишаються цим об'єктом".
Більше:
- Прес-реліз: Рекордний вибух чорною дірою на плямі
- Космічний журнал: що таке активні галактичні ядра?
- Дослідницький документ: Відкриття гігантського радіоскопача в скупченні галактики Опіхус
