Впервые в истории: астрономы увидели процесс, который раньше существовал лишь в теориях

Астрономы впервые смогли в реальном времени наблюдать, как у сверхмассивной чёрной дыры формируются сверхбыстрые ветры. Редкое космическое событие развернулось всего за несколько часов и сопровождалось мощной рентгеновской вспышкой. Подобное поведение ранее фиксировали лишь косвенно, но не в момент его зарождения. Об этом сообщает Earth.

Фото: https://commons.wikimedia.org by NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Чёрная дыра

Необычная вспышка в центре далёкой галактики

Событие произошло в спиральной галактике NGC 3783, расположенной примерно в 140 млн световых лет от Земли. Астрономы зафиксировали резкий всплеск рентгеновского излучения в её центре — там, где находится сверхмассивная чёрная дыра массой около 30 млн Солнц.

После того как вспышка начала затухать, из области вокруг чёрной дыры вырвались мощные потоки вещества. Эти ветры разогнались до скорости порядка 60 000 км/с, что составляет примерно пятую часть скорости света. Подобные сверхбыстрые ветры чёрных дыр способны переносить колоссальные объёмы энергии и заметно менять свойства окружающего пространства.

"Мы не видели, чтобы чёрная дыра создавала ветры так быстро. Впервые мы наблюдали, как кратковременная рентгеновская вспышка практически сразу запускает сверхбыстрые ветры, формирующиеся менее чем за сутки", — отметил исследователь SRON Лий Гу.

Как учёным удалось поймать момент рождения ветров

Наблюдения проводились сразу двумя космическими рентгеновскими обсерваториями — XMM-Newton и XRISM. Такой тандем позволил детально отследить как саму вспышку, так и развитие ветров.

XRISM сосредоточился на измерении скорости и структуры потоков, тогда как XMM-Newton фиксировал изменения яркости источника и общую энергию процесса. Совместная работа инструментов дала редкую возможность увидеть последовательность событий почти без временного разрыва — именно так удаётся изучать излучение вокруг чёрных дыр в динамике, а не по разрозненным фрагментам данных.

Что запускает такие экстремальные ветры

По мнению исследователей, ключевую роль сыграли магнитные поля вблизи активного галактического ядра. Предполагается, что резкая перестройка магнитной конфигурации привела к выбросу энергии, схожему по физике с солнечными вспышками.

Хотя масштабы несопоставимы, базовый механизм может быть аналогичным. Для сравнения учёные приводят корональные выбросы массы на Солнце, когда плазма выбрасывается со скоростью до 1500 км/с. В случае NGC 3783 скорости выше на порядки, но принцип действия, вероятно, близок.

Почему такие ветры важны для эволюции галактик

Сверхбыстрые ветры активных галактических ядер способны влиять на судьбу всей галактики. Они переносят энергию и вещество на большие расстояния, подавляя или, наоборот, стимулируя звездообразование.

"Ветреные активные ядра играют важную роль в том, как галактики развиваются со временем и формируют новые звёзды", — подчеркнула участница команды и научный сотрудник ЕКА Камилла Диес.

Изучение подобных процессов помогает понять, почему одни галактики активно растут, а другие со временем "затухают".

Сравнение: ветры чёрной дыры и солнечные вспышки

Несмотря на колоссальную разницу в масштабах, учёные отмечают сходство процессов. Солнечные вспышки и корональные выбросы массы запускаются магнитными перестройками, и аналогичный механизм, вероятно, работает у сверхмассивных чёрных дыр. Разница заключается в энергии, скорости и влиянии на окружающее пространство.

Плюсы и минусы таких наблюдений для науки

Подобные события дают уникальный материал для астрофизиков, но имеют и ограничения.

Преимущества:

• прямое наблюдение формирования сверхбыстрых ветров;

• проверка теоретических моделей;

• лучшее понимание эволюции галактик;

• развитие совместных космических миссий.

Недостатки:

• крайняя редкость событий;

• короткая продолжительность;

• сложность повторных наблюдений;

• зависимость от случайного совпадения условий.

Популярные вопросы о сверхбыстрых ветрах чёрных дыр

Что такое активное галактическое ядро?
Это область вокруг сверхмассивной чёрной дыры, где вещество разогревается и излучает огромное количество энергии.

Насколько редки такие вспышки?
Подобные события фиксируются крайне редко, особенно с возможностью отследить их развитие в реальном времени.

Могут ли такие ветры повлиять на Землю?
Нет, NGC 3783 находится слишком далеко, чтобы оказывать какое-либо воздействие на нашу галактику.