После двух десятилетий спокойствия галактика SDSS1335+0728 неожиданно активизировалась, став источником экстремальных рентгеновских вспышек, которые могут переписать представления о поведении сверхмассивных чёрных дыр. В декабре 2019 года её яркость в видимом свете резко выросла, а спустя пять лет непрерывных наблюдений учёные зафиксировали необычные пульсации в рентгеновском диапазоне, повторяющиеся каждые 4,5 дня. Эти всплески оказались самыми мощными из когда-либо наблюдавшихся — энергия одной такой вспышки превышает то, что Солнце выделяет за миллион лет.

Рентгеновские вспышки, названные квазипериодическими извержениями, возникают, когда вещество, падающее на чёрную дыру массой в миллион солнц, формирует нестабильный диск. В этом вихре газ и пыль раскаляются до миллионов градусов перед тем, как исчезнуть за горизонтом событий. А вместо плавного потока здесь происходит нечто иное: каждые 4,5 дня диск выбрасывает колоссальные порции энергии, словно перегруженная электростанция, которая периодически «вырубает предохранители».

Более того, каждые 25 дней эта активность усиливается, образуя второй, более длинный цикл — возможно, из-за колебаний самого диска, его прецессии, или влияния невидимого спутника, вращающегося вокруг чёрной дыры, как планета вокруг звезды.

Художественное изображение галактики SDSS1335+0728. Источник: ESO / M. Kornmesser

Прежде 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. Это 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.

Особую ценность исследованию придаёт временной масштаб: впервые учёные наблюдают активацию активного галактического ядра (AGN) — гигантской чёрной дыры, поглощающей вещество, — в реальном времени. «Мы стали свидетелями уникального перехода от спокойствия к активной фазе, который обычно занимает тысячи лет», — отмечают авторы работы, опубликованной в Nature Astronomy. Слабые колебания в ультрафиолете, совпадающие с 25-дневным циклом, подсказывают, что процессы в диске влияют даже на удалённые от чёрной дыры области, где формируется это излучение.

Перспективы исследования связаны с поиском аналогичных систем — если такие вспышки окажутся распространённым явлением, то это поможет точнее моделировать эволюцию галактик. Уже сейчас ясно, что чёрные дыры могут «включаться» без катаклизмов, а их активность способна проявляться в сложных ритмах, которые ещё предстоит расшифровать. Следующим шагом станет долгосрочный мониторинг SDSS1335+0728.

Подробнее на iXBT