Астрономы, используя космический телескоп «Хаббл», обнаружили, что джет, исходящий из сверхмассивной чёрной дыры в ядре большой галактики, по-видимому, заставляет звёзды извергаться вдоль своей траектории. Это открытие было сделано при наблюдении за галактикой M87 и её центральной чёрной дырой массой 6,5 млрд солнечных масс.
Исследователи обнаружили, что около джета вспыхнуло вдвое больше новых звёзд, чем где-либо ещё в галактике за рассматриваемый период времени. Это открытие поставило исследователей в тупик, поскольку они не знают, что именно происходит и как джет влияет на звезды. «Мы не знаем, что за процесс происходит, но это очень захватывающее открытие. Это означает, что в нашем понимании того, как струи чёрных дыр взаимодействуют с окружающей средой, чего-то не хватает», — сказал ведущий автор Алек Лессинг из Стэнфордского университета.
Новые звёзды вспыхивают в системах двойных звёзд, где стареющая, раздутая звезда выплёскивает водород на выгоревшую звезду-компаньона — белый карлик. Когда белый карлик набирает поверхностный слой водорода глубиной в милю (1,609 километра), этот слой взрывается. Белый карлик не уничтожается этим извержением, которое сбрасывает поверхностный слой, а возвращается к «выкачиванию» топлива из своего компаньона, и цикл начинается снова.
Исследователи предполагают, что струя может каким-то образом сметать водородное топливо на белые карлики, заставляя их извергаться чаще. Однако не ясно, является ли это физическим толчком или эффектом давления света, исходящего от джета. Другая идея, которую рассматривали исследователи, заключается в том, что струя нагревает звезду-компаньон карлика, заставляя её сбрасывать больше водорода на белый карлик. Однако исследователи подсчитали, что этот нагрев недостаточно велик, чтобы иметь такой эффект.
Это открытие было сделано при помощи космического телескопа, который наблюдал за галактикой M87 в течение девятимесячного интервала. «Хаббл» обнаружил 94 новых звёзд в одной трети M87, которую может охватить его камера. «Джет был не единственным, на что мы смотрели — мы смотрели на всю внутреннюю галактику. Как только нанесли все известные новые на M87, не нужна была статистика, чтобы убедиться, что вдоль джета есть избыток новых. Мы сделали открытие, просто глядя на изображения. И наш статистический анализ данных подтвердил то, что мы ясно видели», — сказал соавтор Майкл Шара из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке.
Это достижение обусловлено возможностями «Хаббл». Изображения с наземных телескопов не обладают достаточной чёткостью, чтобы увидеть новые звёзды глубоко внутри M87. Они не могут разрешить звёзды или звёздные извержения вблизи ядра галактики, поскольку окружение чёрной дыры слишком яркое. Только «Хаббл» может обнаружить новые звёзды на ярком фоне M87.
«Мы являемся свидетелями интригующего, но загадочного явления. Я был очень удивлён этим открытием. Такие подробные наблюдения за близлежащими галактиками бесценны для расширения нашего понимания того, как джеты взаимодействуют с их родительскими галактиками и потенциально влияют на звездообразование», — прокомментировала Кьяра Чиркоста, научный сотрудник Европейского Космического Агентства (ESA), изучающая влияние, которое аккрецирующие сверхмассивные чёрные дыры оказывают на галактики.
Источник: NASA, ESA, Joseph DePasquale (STScI)
Вскоре после запуска «Хаббла» в 1990 году астрономы использовали его камеру FOC первого поколения, чтобы заглянуть в центр M87, где скрывается гигантская чёрная дыра. Они отметили, что вокруг чёрной дыры происходят необычные вещи. Почти каждый раз астрономы видели транзиентные события, которые могли быть доказательством появления новых звёзд. Но обзор FOC был настолько узким, что астрономы «Хаббла» не могли сравнить наблюдения с областью около джета чёрной дыры. На протяжении более двух десятилетий результаты оставались загадочно неоднозначными.
Убедительные доказательства влияния джета на звёзды родительской галактики были собраны в течение девятимесячного интервала, когда «Хаббл» наблюдал с помощью новых камер с более широким обзором, чтобы подсчитать новые. Это было вызовом для графика наблюдений телескопа, поскольку требовалось возвращаться к M87 точно каждые пять дней для очередного снимка. Сложение всех изображений M87 привело к получению самых глубоких изображений M87, которые когда-либо были сделаны.
«Хаббл» обнаружил, что около джета вспыхнуло вдвое больше новых, чем где-либо ещё в галактике за рассматриваемый период времени. Джет испускается центральной чёрной дырой массой 6,5 млрд солнечных, окружённой диском материи.