|
Повторяющееся извержение черной дыры
|
|
|
|
Черная дыра в центре галактики IC 3599 в третий раз за 35 лет изверглась, и на этот раз астрономы внимательно за ней наблюдали. IC 3599, галактика, расположенная примерно в 280 миллионах световых лет от нас, уже дважды демонстрировала столь драматичные вспышки — в 1990 и 2010 годах, — но обе вспышки удалось восстановить только после того, как они затихли. Это первый случай, когда исследователи наблюдали за одним из таких всплесков в реальном времени. Статья с описанием многоволнового анализа была опубликована на сервере препринтов arXiv 10 июля.
|
|
|
|
Поскольку извержения повторяются, естественно возникает вопрос о причинах их возникновения. Эти гигантские вспышки рассматриваются либо как следствие нестабильности самого аккреционного диска, либо как результат приливных разрушений, в результате которых звезда разрывается на части черной дырой.
|
|
|
|
После извержений 1990 и 2010 годов астрономы проводили ежемесячный мониторинг этой черной дыры с помощью обсерватории Нила Гехрельса «Swift», начиная с 2013 года. В октябре 2025 года данные показали, что IC 3599 стала в 50 раз ярче, чем в своем обычном «низком» состоянии. Для дальнейшего исследования группа под руководством Д. Групе из Университета Северного Кентукки провела последующие наблюдения с помощью телескопов Swift, XMM-Newton и наземных телескопов в обсерваториях Лик, Синлун и Кавказской горной обсерватории (CMO).
|
|
|
|
|
|
|
Используя соотношение масс галактики-хозяина, они оценили массу черной дыры примерно в 2 миллиона солнечных масс. Светимость оказалась соответствующей ожидаемой, если бы черная дыра аккрецировала на максимальном теоретическом пределе. Целенаправленное наблюдение с помощью телескопа XMM-Newton, длившееся 120 000 секунд, выявило колебания яркости рентгеновского излучения с повторяющимся паттерном, возможным периодом около 7,4 часов.
|
|
|
|
Наземные телескопы (Лик, Синлун, CMO) получили спектры, демонстрирующие множество новых или значительно усиленных эмиссионных линий — особенно «корональных линий» от сильно ионизированного железа, которые не были видны, когда галактика была спокойной. Это может указывать на то, что вспышка ионизирует газ далеко за пределами непосредственного окружения черной дыры.
|
|
|
|
Учитывая несколько признаков, полученных в результате анализа, исследователи склоняются к тому, что причиной повторяющихся гигантских вспышек IC 3599 является нестабильность радиационного давления в аккреционном диске. Во внутренней части диска черной дыры сам свет оказывает такое сильное давление на газ, что область становится нестабильной. Газ накапливается, достигает предела и вызывает внезапный коллапс внутрь, приводящий к извержению. Затем диск опустошается, остывает и медленно заполняется — цикл повторяется, но не в идеально фиксированном временном масштабе.
|
|
|
|
Интервалы между тремя известными вспышками различны (около 19,5 лет, затем около 15,7 лет). По словам исследователей, действительно периодический механизм, происходящий через регулярные интервалы — например, звезда или компактный объект на фиксированной орбите, многократно возмущающий диск, — гораздо менее вероятен.
|
|
|
|
В своей статье исследователи объясняют, что некоторые альтернативные теории все еще нельзя полностью исключить. Возможно, звезда многократно поглощается черной дырой, теряя каждый раз немного энергии, что может постепенно уменьшать ее орбиту или делать ее более эллиптической и неустойчивой. Также возможно, что в галактике находятся две черные дыры, вращающиеся друг вокруг друга, что может вызывать такое же нерегулярное увеличение и уменьшение яркости, как в IC 3599. Но исследователи отмечают, что ни одна из этих идей не объясняет определенные свойства вспышек.
|
|
|
|
Исследователи подчеркивают, что колебания яркости в рентгеновском диапазоне каждые 7,4 часа требуют «особого внимания». Этот временной масштаб соответствует явлению, известному как «квазипериодические колебания» (QPO), наблюдаемому в нескольких других активных галактиках, хотя данные пока недостаточно обширны, чтобы быть полностью уверенными, и причина этих событий остается неясной.
|
|
|
|
В целом, зарегистрированная вспышка IC 3599, блистательная на уровне, близком к максимально возможной яркости черной дыры, наряду с богатыми рентгеновскими и оптическими данными, предполагает, что вероятным триггером является внутренняя нестабильность диска. «Аккреция на пределе Эддингтона на пике вспышки и необычный QPO-подобный паттерн в кривой блеска вспышки, полученной с помощью XMM-Newton, IC 3599 предоставляет нам уникальные данные о физике аккреции в экстремальных условиях», — заключает команда.
|
|
|
|
Источник
|
