"Габбл" знайшов докази впливу чорних дір на зоряну активність

Астрономи за допомогою космічного телескопа "Габбл" виявили, що зорі спалахують вздовж шляху надмасивного, схожого на паяльну лампу, джета чорної діри, розташованої в центрі масивної галактики. Зорі, відомі як нові, з'являються в небезпечній зоні поблизу, а не всередині джета, розповідається тут.

"Ми не знаємо, що відбувається, але це просто дуже захоплива знахідка. Це означає, що в нашому розумінні того, як джети чорних дір взаємодіють з навколишнім середовищем, чогось не вистачає", - сказав Алек Лессінг, провідний автор дослідження зі Стенфордського університету.

Дослідження було опубліковане в журналі High Energy Astrophysical Phenomena.

У подвійній зоряній системі стара та роздута звичайна зоря виливає свій водень на компаньйона, вигорілий залишок зорі, званий білим карликом, що призводить до спалаху нової. Шар накопиченого водню на поверхні карлика вибухає, як масивна ядерна бомба, щойно він досягне критичної кількості. Вибух нової, який витісняє її поверхневий шар, а потім знову починає черпати паливо зі свого компаньйона, не знищує білий карлик; натомість він перезапускає цикл спалаху нової.

За період спостережень "Габбл" виявив удвічі більше нових, що вибухають поблизу джета, ніж в інших місцях гігантської галактики. Джерелом цього джета є центральна надмасивна чорна діра галактики з масою 6,5 мільярдів сонячних мас, яка оточена обертовим диском матерії. Повна матерії, що потрапляє в неї, чорна діра вистрілює струмінь плазми, який пролітає 3 000 світлових років і подорожує космосом майже так само швидко, як світло. Енергійний промінь спопеляє все, що потрапляє в нього. Однак, згідно з останніми відкриттями "Габбла", виявляється, небезпечно також перебувати поруч нього.

Виявлення вдвічі більшої кількості нових поблизу джета свідчить про те, що або там присутньо вдвічі більше подвійних зоряних систем, що утворюють нові, або що частота спалахів цих систем вдвічі вища, ніж у подібних систем в інших частинах галактики.

"Є щось, що джет робить із зоряними системами, які блукають по сусідству. Можливо, джет якимось чином накидає водневе паливо на білі карлики, змушуючи їх спалахувати частіше. Але не зрозуміло, чи це фізичний поштовх. Це може бути наслідком тиску світла, що виходить від джета. Коли ви доставляєте водень швидше, ви отримуєте виверження швидше. Щось може подвоювати швидкість масоперенесення до білих карликів поблизу джета", - сказав Лессінг.

Інша ідея, яку розглядали дослідники, полягає в тому, що джет нагріває зорю-супутницю карлика, змушуючи її переповнюватися далі й скидати більше водню на карлика. Однак дослідники підрахували, що це нагрівання недостатньо велике, щоб мати такий ефект.

"Ми не перші, хто каже, що навколо джета M87 спостерігається підвищена активність. Але "Габбл" показав цю підвищену активність набагато більшою кількістю прикладів і статистичною значущістю, ніж ми коли-небудь мали раніше", - сказав Майкл Шара, співдослідник дослідження з Американського музею природничої історії.

Перше покоління Камери тьмяних об'єктів (FOC) "Габбла" було використано астрономами, щоб зазирнути в центр M87, де знаходиться гігантська чорна діра, незабаром після запуску космічного апарату в 1990 році. Вони помітили, що чорна діра була оточена дивною активністю. Спостереження "Габбла" майже завжди виявляли сині "перехідні події", які можуть бути доказом того, що поблизу вибухають нові, подібно до спалахів фотоапаратів. Однак через надзвичайно обмежене поле зору FOC астрономи "Габбла" не змогли порівняти область біля джета з джетом. Результати залишалися загадковими понад 20 років.

"Габбл" спостерігав за спалахами нових протягом дев'яти місяців, використовуючи новіші, ширші камери, що дало переконливі докази впливу джета на зорі галактики. Графік спостережень телескопа зазнав випробувань, оскільки другий знімок M87 потрібно було робити рівно кожні п'ять днів. Найглибші зображення M87, які коли-небудь були зроблені, були отримані шляхом підсумовування всіх знімків M87.

В межах третини M87, яку бачить камера "Габбла", було виявлено 94 нові.

"Джет був не єдиним, на що ми дивилися -- ми дивилися на всю внутрішню галактику. Як тільки ви нанесли всі відомі наднові на поверхню M87, вам не потрібна статистика, щоб переконати себе, що вздовж джета є надлишок нових. Це не ракетна наука. Ми зробили відкриття, просто подивившись на зображення. І хоча ми були дуже здивовані, наш статистичний аналіз даних підтвердив те, що ми ясно бачили", - сказав Шара.

Це досягнення стало можливим виключно завдяки винятковим можливостям "Габбла". Зображення, отримані за допомогою наземних телескопів, недостатньо чіткі, щоб побачити нові, розташовані глибоко всередині M87. Навколишня яскравість чорної діри заважає їм розрізнити зорі або зоряні виверження поблизу галактичного центру. На яскравому тлі M87 лише "Габбл" здатен ідентифікувати нові.

Всесвіт наповнений напрочуд частими новими. Щодня одна нова спалахує десь у М87. Однак, оскільки видимий Всесвіт містить щонайменше 100 мільярдів галактик, щосекунди десь у космосі вибухає мільйон нових.