Астрономы обнаружили ранее невиданное извержение сверхмассивной чёрной дыры с помощью двух сложных рентгеновских космических телескопов. Эта гигантская чёрная дыра, расположенная примерно в 130 миллионах световых лет от Земли, подняла мощные ветры, выбрасывая материю в космос со скоростью 37 282 мили в секунду.
Эта конкретная сверхмассивная чёрная дыра скрывается в спиральной галактике NGC 3783. Сначала астрономы заметили яркую рентгеновскую вспышку, исходящую от чёрной дыры, прежде чем она быстро угасла. Быстрые ветры возникли по мере её угасания, бушуя со скоростью примерно одной пятой скорости света.
«Мы ещё не наблюдали, как чёрная дыра создаёт ветры такой скорости», — заявил ведущий исследователь Лийи Гу из Организации космических исследований Нидерландов (SRON) в заявлении. «Впервые мы увидели, как быстрый всплеск рентгеновского излучения от чёрной дыры немедленно запускает сверхбыстрые ветры, причём эти ветры формируются всего за один день».
Это уникальное исследование о ветрах чёрной дыры опубликовано сегодня в журнале Astronomy and Astrophysics.
Для наблюдения за NGC 3783 и её чёрной дырой Гу и его команда одновременно использовали рентгеновский космический телескоп Европейского космического агентства XMM-Newton и миссию по рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM). XRISM — это миссия, возглавляемая Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) при участии Европейского космического агентства (ESA) и NASA.
Эта чёрная дыра примерно в 30 миллионов раз больше нашего Солнца. Поглощая близлежащее вещество, чёрная дыра питает очень яркую и активную область в центре NGC 3783. Эта область, называемая активным галактическим ядром (AGN), излучает все виды света, а также мощные струи и ветры в космос.
«Активные галактические ядра — это действительно увлекательные и интенсивные области, ключевые объекты для изучения как с помощью XMM-Newton, так и с помощью XRISM», — добавил Маттео Гуайназзи, научный сотрудник проекта ESA XRISM и соавтор открытия. «Ветры вокруг этой чёрной дыры, похоже, были созданы, когда запутанное магнитное поле AGN внезапно «распуталось» — подобно вспышкам, которые извергаются из Солнца, но в почти невообразимых масштабах».
Для любителей космической погоды ветры, исходящие от чёрной дыры, могут напоминать большие солнечные извержения вещества, называемые выбросами корональной массы. Они образуются, когда Солнце выбрасывает потоки сверхгорячего вещества в космос. Таким образом, исследование показывает, что сверхмассивные чёрные дыры иногда ведут себя подобно нашему Солнцу, делая эти загадочные объекты немного более знакомыми.
«Ветряные AGN также играют большую роль в эволюции их галактик-хозяев с течением времени и в формировании новых звёзд», — добавила Камилла Диез, член команды и научный сотрудник ESA. «Поскольку они так влиятельны, знание о магнетизме AGN и о том, как они поднимают такие ветры, является ключом к пониманию истории галактик во Вселенной».
Космический телескоп XMM-Newton был впервые запущен в 1999 году и с тех пор изучает горячую и экстремальную Вселенную. XRISM был запущен в сентябре 2023 года с целью узнать больше о том, как материя и энергия движутся в космосе. Оба этих рентгеновских космических телескопа работали вместе над этим уникальным событием, связанным с чёрной дырой. XMM-Newton отслеживал эволюцию начальной вспышки с помощью своего оптического монитора и оценивал масштабы ветров с помощью европейской камеры для фотонов (EPIC). XRISM обнаружил вспышку и ветры с помощью своего инструмента Resolve, также измерив скорость, структуру ветров и определив, как они были запущены в космос.
«Их открытие стало результатом успешного сотрудничества, что является ключевой частью всех миссий ESA», — заключил научный сотрудник проекта ESA XMM-Newton Эрик Куулькерс. «Сосредоточившись на активном сверхмассивном чёрном дыре, два телескопа обнаружили то, чего мы раньше не видели: быстрые, сверхбыстрые ветры, запускаемые вспышкой, напоминающие те, что образуются на Солнце. Волнительно, что физика солнечной и высокой энергии может работать удивительно знакомым образом во Вселенной».