Изменчивое окружение сверхмассивной чёрной дыры
Частые изменения в ядрах некоторых галактик могут быть связаны с тем, что черные дыры в них начинают иначе поглощать вещество.
В центрах большинства галактик, включая и наш Млечный Путь, находятся гигантские черные дыры, масса которых порой в миллионы и даже в миллиард раз больше массы Солнца. Ядра галактик бывают активные и неактивные. Если бы ядро нашей Галактики было активным, то мы бы наблюдали огромное количество излучения, которое возникает, когда газ по спирали падает на чёрную дыру. Тогда мы бы с гордостью могли сказать, что у нас есть активное галактическое ядро.
Однако раз уж ядро нашей галактики оказалось неактивным, то астрономам остаётся наблюдать за другими, более «активными» соседями, и наблюдения эти порой могут быть весьма интересны. Ядра галактик, где сверхмассивные чёрные дыры энергично захватывают газ, делятся на два типа: те, где мы можем непосредственно наблюдать вещество, падающее по спирали в чёрную дыру, и те, где внутренние области закрыты плотной завесой пыли. Во втором случае нам виден только медленно движущийся газ, который находится намного дальше от черной дыры, чем в ядрах галактик первого типа.
Вопрос, почему в одних активных ядрах мы видим внутренние области, а в других – нет, долгое время занимал астрономов. Считалось, что тут все дело в угле наблюдения: если смотреть на галактику «сверху», то её центр хорошо просматривается, а если «сбоку», то ядро оказывается скрыто пылью, и мы видим только медленно движущиеся газовые облака на расстоянии светового года или более от чёрной дыры. Но существуют галактики, которые могут «по своему желанию» показывать или скрывать своё ядро, и это уже совсем никак не связано с их геометрическим положением относительно наблюдателя.
В 1984 году у галактики NGC 4151, которую за характерный внешний вид некоторые астрономы называют «Око Саурона», обнаружили изменения типа активного ядра. К нашему времени открыты уже десятки галактик, ведущих себя схожим образом. В 2013 году исследователи в США обнаружили, что одна из них, NGC 2617, изменила свой тип активной галактики, и внутренние области, которые были скрыты, стали видимыми. Свою статью американские астрономы назвали тогда «Человек за кулисами…». Удивительно, но ядро NGC 2617 всё ещё доступно для наблюдений, что и стало причиной пристального внимания к ней со стороны астрономов из Московского государственного университета.
По мнению Виктора Окнянского, одного из авторов исследования, изменение типа активного ядра галактики – достаточно типичное событие. «Существуют различные возможные объяснения этих явлений. Одним из них является то, что, возможно, какая-то звезда слишком близко приблизилась к черной дыре и была разорвана ее тяготением. Тем не менее, разрушение звезды черной дырой происходит очень редко, и мы не думаем, что этим можно объяснить наблюдаемую частоту изменений типа активных галактических ядер».
В статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, российские астрономы вместе с коллегами из Азербайджана, США, Финляндии, Чили, Израиля и Южной Африки описывают другой механизм, из-за которого галактическое ядро может меняться. Суть этого механизма – в изменении «режима питания» чёрной дыры. По мере того как вещество по спирали падает в направлении чёрной дыры, оно испускает мощное излучение, которое может разрушить часть пыли, окружающей ядро, что и позволяет увидеть внутренние области в её окрестностях.
Чтобы узнать, почему ядро NGC 2617 стало иначе себя вести, исследователи долгое время наблюдали за галактикой, собирая данные, полученные глобальной сетью автоматических телескопов MASTER, нового двух с половиной метрового телескопа, расположенного недалеко от Кисловодска, двухметрового телескопа обсерватории в Азербайджане, рентгеновского спутника Swift, а также некоторых других телескопов.
