Черна дупка изхвърли плазмени струи 300 дни след космическа „закуска“

Астрономи наблюдаваха как свръхмасивна черна дупка увеличава рязко рентгеновото си излъчване, докато поглъща материя, а около 300 дни по-късно от нея се появяват мощни струи плазма, регистрирани чрез радиоизлъчването им. Наблюденията са направени с рентгеновата космическа обсерватория Swift на NASA и радиоастрономически инструменти. Те помагат на учените да разберат по-добре как черните дупки поглъщат материя и изхвърлят част от нея обратно в космоса.

Обектът се намира в центъра на галактиката NGC 1275, която е най-ярката в клъстера Персей – огромно струпване на хиляди галактики. Според изследователите тази система предоставя особено добри възможности за изучаване на връзката между акреционния диск около черната дупка и плазмените струи, които тя изхвърля.

Когато материята се приближава към свръхмасивна черна дупка, тя образува въртящ се диск, наречен акреционен. Под действието на гравитацията газът се нагрява и излъчва енергия. При активните галактични ядра част от материята се насочва към полюсите на черната дупка и се изхвърля под формата на две мощни струи, които могат да се наблюдават в различни диапазони на електромагнитния спектър, включително в радиовълни.

Проследяването на тези процеси е важно, защото струите могат да променят околната среда на галактиката и да влияят върху образуването на нови звезди. Така активността на черната дупка може да се отрази и върху развитието на цялата галактика.

Изследването е ръководено от Сара Кечъм от Мичиганския университет. Екипът е използвал архивни данни от обсерваторията Swift, събирани между 2007 и 2025 г. За разлика от телескопа Chandra, който предлага по-мощни рентгенови наблюдения, Swift е следил NGC 1275 достатъчно дълго, за да позволи на учените да проследят промените в излъчването на черната дупка.

„Доста трудно е да се наблюдава вътрешната област на това активно галактично ядро, защото NGC 1275 се намира в центъра на масивния клъстер Персей, който добавя допълнителна светлина към наблюденията ни“, обяснява Кечъм. Екипът е разработил модел, с който да отдели излъчването на клъстера от данните на Swift и така да проследи промените в рентгеновото излъчване на газа, падащ към черната дупка.

През февруари 2023 г. учените регистрирали най-силното досега рентгеново избухване от NGC 1275. То продължило по-малко от 60 дни и включвало два импулса с продължителност около пет дни всеки. По време на събитието яркостта на активното галактично ядро в рентгеновия диапазон се увеличила двойно.

Изследователите проверили дали избухването може да е причинено от т.нар. приливно разрушаване на звезда. Това се случва, когато звезда се приближи прекалено до черна дупка и огромната разлика в гравитационното привличане между отделните ѝ части я разкъса. Получената материя може да бъде погълната от черната дупка.

„Успяхме да изключим приливното разрушаване на звезда като причина“, казва Кечъм. Според екипа най-вероятното обяснение е рязко увеличаване на скоростта, с която черната дупка поглъща материя.

Данните позволили на учените да направят и приблизителна оценка на масата ѝ. Чрез определяне на размера на областта, от която идва излъчването на активното галактично ядро, те стигнали до заключението, че черната дупка има маса между 100 милиона и 1 милиард пъти по-голяма от тази на Слънцето.

След това екипът сравнил рентгеновите наблюдения с наличните радиоизмервания. Учените открили предварителни доказателства за забавяне от около 300 дни между рентгеновото избухване и появата на усилено радиоизлъчване от струите.

Това забавяне може да показва времето, необходимо на плазмата да измине разстоянието от основата на струята до област, в която тя се сблъсква с околния газ или прах и създава ударна вълна.

„Това трябва да бъде проверено допълнително в бъдеще. Рентгеновите ни данни не проследяват достатъчно подробно промените в NGC 1275“, уточнява Кечъм. По думите ѝ са необходими повече наблюдения, за да се установи по-точно връзката между рентгеновото и радиоизлъчването.

Учените предполагат и че рентгеновите избухвания в близост до черната дупка могат да оставят своеобразно отражение в акреционния диск. В данните на NGC 1275 се забелязва емисионна линия на неутрално желязо, която може да е признак за подобен ефект. За потвърждението му обаче ще са необходими допълнителни наблюдения с космическите обсерватории XMM-Newton и XRISM.

„NGC 1275 разкрива въздействието на струите от черна дупка в големи мащаби по-добре от всяка друга известна система“, подчертава Кечъм.

Изследването е прието за публикуване в научното списание The Astrophysical Journal Letters. Предварителната му версия е достъпна в платформата arXiv.

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас. В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас. В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.