Ученые поняли, что квазар мигает из-за вечно голодающей черной дыры

12a4855f2b739a9683baed2c8c1365f2

Квазар J0159+0033. Astrophysical Journal.

Впервые астрофизики обнаружили крайне необычный квазар, яркость которого периодически растет и падает из-за малого количества "еды" для сверхмассивной черной дыры в его центре .

Астрономы считают, что ядра всех галактик Вселенной содержат сверхмассивные черные дыры. Они часто проявляют себя как квазары — сверхъяркие источники излучения, мощность которого превышает яркость нашей Галактики в десятки или сотни раз. Их свечение возникает благодаря сильному трению и разогреву газа в аккреционном диске — облаке из материи, которая притягивается черной дырой. Благодаря высокой светимости квазары можно наблюдать на огромном удалении от Земли, что позволяет астрономам заглянуть в далекое прошлое Вселенной.

Стефания Ламасса из Йельского университета (США) и ее коллеги открыли первый в истории астрономии "мигающий" или, иными словами, периодически гаснущий квазар, изучая снимки активных ядер галактик, собранные в разные годы в рамках Слоановского цифрового обзора неба (SDSS) — международного проекта по картографированию далеких от нас уголков Вселенной.

Сравнивая фотографии квазаров в небольшой части ночного неба, расположенной у небесного экватора в созвездии Кита, астрофизики заметили нечто необычное — яркий квазар J0159+0033 внезапно потускнел, и его яркость снизилась почти в 12 раз за семь лет, которые прошли между двумя кампаниями наблюдений в рамках SDSS.

Подобный феномен удивил ученых — яркость квазара поменялась настолько сильно, что это фактически перевело его из числа ярких и активных квазаров так называемого "первого типа" в категорию относительно тусклых и спокойных объектов "второго типа". С другой стороны, как показывают фотографии из других астрономических архивов, в конце 90 годов прошлого века яркость квазара не падала, а росла.

Достаточно долгое время многие астрофизики считают, что все типы квазаров на самом деле являются одинаковыми объектами. По их мнению, небольшая яркость и большие провалы в спектре тусклых ядер галактик объясняется тем, что черную дыру в их центре загораживает от нашего взора плотное облако из газа или какой-то другой крупный объект, поглощающий свет. С другой стороны, возможно и то, что яркость квазара может падать самостоятельно в результате перебоев с "поставками" пищи для черной дыры в его центре.

Ламасса и ее коллеги воспользовались уникальной возможностью, которую им предоставил J0159+0033, для проверки того, какая из этих двух теорий верна. Для этого они проследили за тем, как в последние 25 лет менялась яркость квазара в разных диапазонах электромагнитного излучения. По словам астрофизиков, им крупно повезло — два рентгеновских космических телескопа, европейский XMM-Newton и американская обсерватория "Чандра", наблюдали за J0159+0033 в те времена, когда квазар был наиболее ярким и наиболее тусклым в области видимого излучения.

Данные этих орбитальных зондов показали, что изменилась не только яркость квазара, но и его спектр в рентгеновском диапазоне, в котором появились значительные провалы и узкие линии. Этот факт, как объясняют авторы статьи, исключает возможность того, что излучение J0159+0033 было ослаблено облаком газа или каким-то другим объектом на пути света квазара к Земле, и свидетельствует в пользу того, что его яркость действительно менялась.

Ламасса и ее коллеги предполагают, что "мигание" квазара объясняется тем, что черная дыра в центре этой галактики периодически "голодает". Новая материя попадает в ее окрестности с большими перерывами, в результате чего ее аккреционный диск часто пустеет, из-за чего яркость вырабатываемого им излучения будет постепенно падать.

Это открытие является первым свидетельством того, что яркость квазаров может периодически понижаться или повышаться сама по себе. Это интересно для нас с точки зрения наблюдений за нашей галактикой, Млечным Путем, в центре которого находится "тихая" черная дыра, почти не поглощающая материи сегодня.