Галактика SDSS1335+0728 после двадцати лет покоя внезапно активизировалась, став источником мощнейших рентгеновских вспышек. Это может изменить представления о поведении сверхмассивных чёрных дыр. В декабре 2019 года её яркость в видимом свете значительно возросла. В течение пяти лет непрерывного наблюдения учёные зафиксировали необычные рентгеновские пульсации, повторяющиеся каждые 4,5 дня. Энергия каждой вспышки превышает то, что Солнце выделяет за миллион лет.
Квазипериодические извержения — это рентгеновские вспышки, которые происходят, когда вещество, падающее на чёрную дыру массой в миллион солнц, образует нестабильный диск. В этом вихре газ и пыль нагреваются до миллионов градусов перед тем, как исчезнуть за горизонтом событий. Вместо плавного потока каждые 4,5 дня диск выбрасывает колоссальные порции энергии.
Кроме того, каждые 25 дней активность усиливается, создавая второй, более протяжённый цикл — возможно, из-за колебаний самого диска, его прецессии, или влияния невидимого спутника, вращающегося вокруг чёрной дыры подобно планете вокруг звезды.
Источник: ESO / M. Kornmesser
Ранее подобные явления связывали исключительно с катастрофическими событиями, например, разрывом звёзд гравитацией чёрной дыры. Однако SDSS1335+0728 показала, что вспышки могут возникать и при «мирном» пробуждении космического гиганта. Открытие, сделанное с помощью координированных наблюдений телескопов Swift (изучающего ультрафиолет и рентген), Chandra и XMM-Newton (точные рентгеновские детекторы), а также NICER (аппарат на МКС для мониторинга ярких источников), указывает на универсальность процессов в окрестностях чёрных дыр. Разные инструменты позволили собрать паззл из данных: оптические и УФ-вспышки заметили первые, а рентгеновские детали раскрыли специализированные обсерватории.
Исследование приобретает особую ценность благодаря времени наблюдения: впервые учёные видят активацию активного галактического ядра — гигантской чёрной дыры, поглощающей вещество, — в режиме реального времени. Авторы работы, опубликованной в Nature Astronomy, отмечают: «Мы стали свидетелями уникального перехода от спокойствия к активной фазе, который обычно занимает тысячи лет». Слабые колебания в ультрафиолетовом спектре, совпадающие с 25-дневным циклом, указывают на то, что процессы в диске влияют даже на удалённые от чёрной дыры области, где формируется это излучение.
Перспективы исследования заключаются в поиске подобных систем. Если такие вспышки окажутся распространенными, то это позволит точнее моделировать эволюцию галактик. Уже сейчас ясно, что чёрные дыры могут активизироваться без катаклизмов, а их активность может проявляться в сложных ритмах, которые ещё предстоит расшифровать. Следующим шагом станет долгосрочный мониторинг SDSS1335+0728.