Наприкінці 2019 року раніше нічим не примітна галактика SDSS1335+0728 раптом почала сяяти яскравіше, ніж будь-коли раніше. Щоб зрозуміти чому, астрономи використали дані спостережень кількох космічних і наземних обсерваторій, зокрема Дуже великого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO), щоб відстежити, як змінюється яскравість галактики. Виконане дослідження дало змогу дійти висновку, що вони є свідками змін, яких раніше не бачили в галактиці — ймовірно, це результат раптового пробудження масивної чорної діри в її ядрі.
«Уявіть, що ви роками спостерігали за далекою галактикою, і вона завжди здавалася спокійною та неактивною», — сказала Паула Санчес Саєс (Paula Sánchez Sáez), астроном з ESO в Німеччині та провідний автор дослідження, результати якого оприлюднить журнал Astronomy & Astrophysics. «Раптом її ядро починає демонструвати різкі зміни яскравості, на відміну від будь-яких типових подій, які ми бачили раніше». Це те, що сталося з SDSS1335+0728. Тепер астрономи класифікують її як галактику з «активним галактичним ядром» (active galactic nucleus, AGN), тобто з яскравою компактною ділянкою, яку живить масивна чорна діра — після того, як вона різко посвітлішала в грудні 2019 року [1].
Деякі явища, як-от вибухи наднової зорі або припливні явища, коли зірка наближається надто близько до чорної діри і її розриває на частини, можуть привести до того, що галактики раптово спалахнуть. Але ці коливання яскравості зазвичай тривають лише кілька десятків або, щонайбільше, кілька сотень днів. SDSS1335+0728 нині все ще стає яскравішою — через понад чотири роки після того, як було вперше помічено, що вона «увімкнулася». Крім того, зміни, виявлені в галактиці, яка лежить на відстані 300 мільйонів світлових років від нас у напрямку сузір’я Діви, не схожі на будь-які раніше, що вимагає від астрономів шукати інше пояснення.
Наукова група намагалася зрозуміти ці варіації яскравості, використовуючи комбінацію архівних даних і нових спостережень за допомогою кількох інструментів, зокрема приймача X-shooter, який встановлено на VLT ESO в пустелі Атакама в Чилі [2]. Порівнюючи дані, отримані до і після грудня 2019 року, дослідники виявили: SDSS1335+0728 тепер випромінює набагато більше світла в ультрафіолетовому, оптичному та інфрачервоному діапазонах. У лютому 2024 р. галактика також почала випромінювати рентгенівське випромінювання. «Така поведінка є безпрецедентною», — зазначила Санчес Саєс, яка також працює в Інституті астрофізики тисячоліття (Millennium Institute of Astrophysics, MAS) у Чилі.
«Найвірогіднішим варіантом пояснення цього явища є те, що ми бачимо, як ядро галактики починає проявляти (...) активність», — сказала співавтор дослідження Лорена Ернандес Ґарсія (Lorena Hernández García) з MAS та Вальпараїського університету в Чилі. «Якщо так, то це буде вперше, коли ми бачимо активацію масивної чорної діри в реальному часі».
Малюнок художника показує два етапи формування диска газу та пилу навколо масивної чорної діри в центрі галактики SDSS1335+0728. Ядро цієї галактики засвітилося в 2019 році і продовжує світитися сьогодні — ми вперше спостерігаємо, як масивна чорна діра стає активною в реальному часі. Авторські права на зображення ESO/M. Kornmesser. Фото з сайту www.eso.org.
Масивні чорні діри — з масами, що в сто тисяч разів перевищують масу Сонця, — існують у центрі більшості галактик, зокрема й в Молочному Шляху. «Ці гігантські монстри зазвичай сплять і їх не видно», — пояснив співавтор дослідження Клаудіо Річчі (Claudio Ricci) з Університету Дієго Порталеса, також у Чилі. «У випадку SDSS1335+0728 ми змогли спостерігати пробудження масивної чорної діри, яка раптово почала “ласувати” наявним у її оточенні газом, ставши дуже яскравою».
«Цей процес (...) ніколи раніше не спостерігали», — сказала Ернандес Гарсія. Попередні дослідження дали змогу з’ясувати, що неактивні галактики стають активними протягом кількох років, але це вперше, коли сам процес — пробудження чорної діри — ми спостерігали в реальному часі. Річчі, який також співпрацює з Інститутом астрономії та астрофізики Кавлі Пекінського університету в Китаї, додає: «Це те, що може статися також з нашою Sgr A*, масивною чорною дірою (...), розташованою в центрі Молочного Шляху», але незрозуміло, яка ймовірність, що це станеться.
Потрібні подальші спостереження, щоб виключити альтернативні пояснення. Інша можливість полягає в тому, що ми бачимо надзвичайно повільну припливну подію або навіть нове явище. Якщо це справді подія припливного розриву, це буде найтриваліша та найслабша така подія, яку коли-небудь спостерігали. «Незалежно від природи зміни яскравості, [ця галактика] надає цінну інформацію про те, як чорні діри ростуть і еволюціонують», — зауважила Санчес Саєс. «Ми очікуємо, що такі приймачі, як MUSE на VLT або на майбутньому Надзвичайно великому телескопі (Extremely Large Telescope, ELT), будуть головними для розуміння того, чому галактика світлішає».
Примітки
[1] Незвичайні варіації яскравості галактики SDSS1335+0728 було виявлено за допомогою телескопа Zwicky Transient Facility (ZTF) у США. Після цього Чилійська система Автоматичного навчання для швидкої класифікації подій (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events, ALeRCE) класифікувала SDSS1335+0728 як активне галактичне ядро.
[2] Наукова група зібрала архівні дані отримані за допомогою Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) і Galaxy Evolution Explorer (GALEX), Two Micron All Sky Survey (2MASS), Sloan Digital Sky Survey (SDSS) і телескопа eROSITA. Крім VLT ESO, подальші спостереження виконували за допомогою Південного астрофізичного дослідницького телескопа (Southern Astrophysical Research Telescope, SOAR), в обсерваторії В. М. Кека, а також за допомогою космічних обсерваторій NASA — імені Ніла Герельса Свіфта та «Чандра».
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
