Сверхмассивные черные дыры представляют собой беспорядочные питатели, и когда они поглощают слишком много материала, они могут выбрасывать струи высокой энергии в окружающую Вселенную. Астрономы обнаружили одно из самых мощных извержений, когда-либо наблюдавшихся, произошедшее из черной дыры, находящейся на расстоянии 3,8 миллиарда световых лет от нас. Мощные джеты выдувают полости в межгалактическом пространстве и вызывают образование огромной цепочки звездных скоплений.
Черная дыра является частью массивного скопления галактик SDSS J1531, которое содержит сотни отдельных галактик, и все эти галактики имеют огромные резервуары горячего газа и темной материи. Использование нескольких телескопов для многоволновых наблюдений, в том числе рентгеновской обсерватории «Чандра», радиотелескопа с низкочастотной решеткой (LOFAR), большой миллиметровой и субмиллиметровой решетки в Атакаме (ALMA), многообъектного спектрографа Gemini (GMOS) телескопа Gemini North и Очень Большая Массив (VLA) — астрономы смогли различить, что две центральные галактики находились в процессе крупного слияния. Слияние активировало сверхмассивную черную дыру в центре одной из крупных галактик, которая произвела чрезвычайно мощную струю. Когда струя двигалась в пространстве, она отталкивала окружающий горячий газ от черной дыры, создавая гигантскую полость.
Слияние и образовавшиеся струи из черной дыры создали замечательную и ошеломляющую цепочку из 19 молодых звездных сверхскоплений, оплетающую две галактики, как нить бус.
В своей статье астрономы заявили, что динамическая среда SDSS J1531 представляет собой прекрасную лабораторию для изучения взаимодействия между слияниями, а их многоволновые исследования позволили им раскрыть происхождение и эволюцию комплекса звездообразования «бусинки на веревке».
«Мы реконструировали вероятную последовательность событий в этом скоплении, которые произошли на широком диапазоне расстояний и во времени», — сказал соавтор Грант Трембле из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики CfA). «Все началось с того, что черная дыра размером в крошечную долю светового года образовала полость шириной почти 500 000 световых лет. Это единственное событие положило начало формированию молодых звездных скоплений почти 200 миллионов лет спустя, каждое диаметром в несколько тысяч световых лет».
Рентгеновское зрение Чандры позволило ученым увидеть крылатые выбросы в ярких рентгеновских лучах, которые отслеживали плотный газ вблизи центра SDSS J1531. Было сказано, что эти крылья составляют край полости, а затем LOFAR обнаружил радиоволны от остатков энергичных частиц джета, заполняющих гигантскую полость. В совокупности эти данные представляют собой убедительное свидетельство древнего мощного взрыва.
Осасе Оморуйи, также из CfA, который руководил исследованием, сравнил обнаружение этой полости с раскопками захороненного окаменелости.
«Мы уже смотрим на эту систему такой, какой она существовала четыре миллиарда лет назад, вскоре после образования Земли», — сказала она. «Эта древняя полость, окаменелость воздействия черной дыры на родительскую галактику и ее окрестности, рассказывает нам о ключевом событии, которое произошло почти 200 миллионов лет назад в истории скопления».
Вы можете узнать больше о снимке этого сверхскопления, сделанном космическим телескопом Хаббл еще в 2014 году.
Астрономы заявили, что часть горячего газа, оттолкнутого от черной дыры, в конечном итоге остыла, образовав холодный и теплый газ. Команда считает, что приливные эффекты двух сливающихся галактик сжали газ по искривленным траекториям, что привело к формированию звездных скоплений в виде бусинок.
Оморуйи и ее коллеги могли видеть радиоволны и полость только из одной струи, но черные дыры обычно выпускают две струи в противоположных направлениях. Это заставило их предположить, что радио- и рентгеновские сигналы от самолета в другом направлении могли затухнуть до такой степени, что их невозможно обнаружить.
«Мы думаем, что наши доказательства этого огромного извержения убедительны, но дополнительные наблюдения с Чандрой и LOFAR подтвердят это дело», — сказал Оморуйи. «Мы надеемся узнать больше о происхождении полости, которую мы уже обнаружили, и найти ожидаемую на другой стороне черной дыры».
