Резкое угасание галактики заставило усомниться в теориях о черных дырах
Астрономы сравнили обзоры неба разных лет и обнаружили исчезающе редкое явление: одна галактика стремительно угасает. Этой аномалии посвящено исследование в Publications of the Astronomical Society of Japan.
Квазар J0218-0036 примерно в 10 миллиардах световых лет от Земли привлек внимание ученых тем, что за 20 лет стал в 20 раз тусклее. В поисках причин происходящих с ним перемен они подняли архивные данные, провели новые наблюдения и проанализировали их.
В центре большинства галактик находится сверхмассивная черная дыра, масса которой в сотни миллионов раз превышает солнечную. В некоторых случаях окружающий газ под действием мощной гравитации устремляется к дыре. Падая туда, он образует аккреционный диск. Трение в диске разогревает вещество до экстремальных температур, порождая колоссальное количество энергии. В результате ядро галактики ярко сияет. Такие объекты называют активными ядрами галактик (АЯГ).
Когда астрономы увидели, насколько потух квазар в ядре галактики (как правило, их яркость меняется не более чем на 30%), они немедленно провели дополнительные наблюдения на Большом Канарском телескопе. Кроме того, они изучили J0218-0036 в радио-, оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах с помощью телескопа «Субару» и обсерватории Кека. Исследователи проанализировали также архивные рентгеновские и инфракрасные данные и даже фотопластинки, снятые около 70 лет назад.
Сопоставляя наблюдаемые изменения яркости в оптическом и инфракрасном диапазонах с теоретическими моделями, авторы пришли к выводу, что темп аккреции массы — то есть скорость, с которой газ из аккреционного диска падает на черную дыру — сократился примерно в пятьдесят раз всего за семь лет. Очевидно, запас вещества, питающего черную дыру, стремительно истощается.
Можно было предположить, что квазар затенило облако пыли. Но эта версия была отметена, так как яркость уменьшилась во всех диапазонах.
Почему так быстро иссяк аккреционый диск — настоящая научная загадка. «Такую быструю изменчивость невозможно объяснить стандартными моделями», — сказал соавтор исследования Тосихиро Кавагути из Университета Тоямы.
До сих пор считалось, что аккреция массы на сверхмассивные черные дыры в АЯГ медленно меняется на протяжении десятков тысяч лет или дольше. Открытие ставит под сомнение эти устоявшиеся представления.
«Удивительно, что активное ядро галактики может так сильно менять свою яркость за столь короткое время, и что это угасание, по-видимому, вызвано значительным изменением темпа аккреции на сверхмассивную черную дыру. Мы надеемся найти больше подобных объектов и понять, как активность сверхмассивных черных дыр затухает и возобновляется», — добавил руководитель исследования, Томоки Морокума, ведущий научный сотрудник Центра астрономических исследований Технологического института Тибы.
