Изображение ядра галактики NGC 5084, полученное космическим телескопом Хаббла. Темная вертикальная линия возле центра показывает кривизну пылевого диска, вращающегося вокруг ядра, присутствие которого предполагает наличие внутри сверхмассивной черной дыры. Диск и черная дыра имеют одинаковую ориентацию и полностью отклонились от горизонтальной ориентации галактики. Изображения предоставлены: НАСА/STScI, М.А. Малкан, Б. Бойзель, А.С. Борлафф. HST WFPC2, WFC3/IR/UVIS.
Исследователи НАСА обнаружили поразительный случай черной дыры, которая, похоже, «перевернулась» и вращается в неожиданном направлении относительно окружающей галактики. Эта галактика под названием NGC 5084 известна уже много лет, но тайна ее центральной черной дыры скрыта в древних архивах данных. Открытие стало возможным благодаря новым методам анализа изображений, разработанным в Исследовательском центре Эймса НАСА в Кремниевой долине, Калифорния, которые позволили исследователям по-новому взглянуть на архивные данные рентгеновской обсерватории агентства «Чандра».
Статья, представляющая это исследование, была опубликована в Astrophysical Journal. Метод анализа изображений, разработанный командой, под названием «Селективное усиление сверхшумного астрономического сигнала» (SAUNAS), также был описан в Astrophysical Journal.
Используя новые методы, астрономы из Эймса неожиданно обнаружили четыре длинных шлейфа плазмы — горячего заряженного газа — исходящих из NGC 5084. Пара флагов простирается над и под плоскостью галактики. Удивительная вторая пара, образующая с первой Х-образную форму, находится в самой галактической плоскости. Шлейфы горячего газа не часто обнаруживаются в галактиках и обычно присутствуют только один или два.
Метод, раскрывающий такие неожиданные свойства галактики NGC 5084, был разработан ученым-исследователем Эймса Алехандро Серрано Борлаффом и его коллегами для обнаружения рентгеновского излучения низкой яркости в данных самого мощного в мире рентгеновского телескопа. То, что они увидели в данных «Чандры», показалось настолько странным, что они немедленно искали подтверждения, покопавшись в архивах данных других телескопов и запросив новые наблюдения у двух мощных наземных обсерваторий.
Удивительный второй шлейф был убедительным признаком того, что в этой галактике существует сверхмассивная черная дыра, но могли быть и другие объяснения. Архивные данные космического телескопа Хаббл НАСА и Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в Чили выявили еще одну отличительную особенность NGC 5084: небольшой пыльный внутренний диск, вращающийся вокруг центра галактики. Это также предполагало наличие черной дыры, и, что удивительно, она вращается под углом 90 градусов к вращению галактики в целом. Диск и черная дыра лежат, так сказать, на боку.
Последующий анализ NGC 5084 позволил исследователям изучить одну и ту же галактику, используя широкий диапазон электромагнитного спектра — от видимого света, видимого Хабблом, до более длинных волн, наблюдаемых ALMA и Национальной радиоастрономической обсерваторией с расширенной очень большой решеткой недалеко от Сокорро, штат Нью-Йорк. Мексика.
«Это было похоже на место преступления с несколькими типами света», — сказал Борлафф, который также является первым автором статьи, сообщающей об открытии. «Компиляция всех изображений показала, что NGC 5084 существенно изменилась за свое недавнее прошлое».
«Обнаружение двух пар рентгеновских облаков в галактике является экстраординарным», — добавила Памела Маркум, астрофизик из Эймса и соавтор открытия. «Сочетание ее необычной крестообразной структуры и «перевернутого» пылевого диска дает нам уникальное представление об истории этой галактики».
Обычно астрономы предполагают, что рентгеновская энергия, излучаемая большими галактиками, равномерно распределена и обычно имеет сферическую форму. Если это не так, например, если оно сконцентрировано в серии рентгеновских шлейфов, они знают, что в какой-то момент галактику потревожило крупное событие.
Возможные драматические моменты в ее истории, которые могли бы объяснить перевернутую черную дыру и двойную группу облаков NGC 5084, включают столкновение с другой галактикой и образование трубы перегретого газа, вырывающегося сверху и снизу галактической плоскости.
Потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить, какое событие или события привели к нынешней странной структуре этой галактики. Однако уже сейчас ясно, что беспрецедентная архитектура NGC 5084 была обнаружена только благодаря архивным данным (некоторым из которых почти три десятилетия) в сочетании с новыми методами анализа.
