Надмасивні чорні діри можуть випускати потужні промені – і кардинально змінювати свою ціль

Однією з найпомітніших особливостей надмасивних чорних дір, які активно живляться, є струмінь плазми. Струмінь може рухатися майже зі швидкістю світла і в деяких випадках простягатися на багато мільйонів світлових років. Нові дослідження показують, що струмені не застрягають на місці, а насправді можуть змінювати напрямок, іноді навіть дуже різко.

Дослідники поєднали спостереження в рентгенівських променях і радіохвилях, щоб виявити потенційні зміни в напрямках струменів. Те, що зміна може відбутися, не є очевидним фактом. Коли чорна діра зростає, вона може випустити ці потужні струмені. Матеріал, що потрапляє в чорну діру, формує навколо неї диск. На струмені впливають спін і напрямок чорної діри, але не завжди.

Сам спін важко оцінити – в абсолютно новому підході використовується зруйнована зірка – але в залежності від розміру диска, напрямок струменя може не збігатися з обертанням чорної діри, тобто він може значно змінюватися. У 16 випадках, які спостерігала команда, спостерігалися значні відхилення.

Старі порожнини і сучасні струмені на рентгенівських і радіозображеннях.
Рентген: NASA/CXC/Univ. of Bologna/F. Ubertosi; вставки радіо: NSF/NRAO/VLBA; Широкопольне зображення: Оптичні/ІЧ: Гавайський університет/Pan-STARRS; Обробка зображень: NASA/CXC/SAO/N. Вовк

Радіоспостереження є більш детальними і можуть бути використані для визначення поточного напрямку струменя. Рентгенівські спостереження не такі детальні, вони зосереджені на області, приблизно в 30 разів ширшій, але вони мають вирішальне значення, оскільки розглядають гарячий газ, що простягається на сотні світлових років навколо галактики, в якій знаходиться надмасивна чорна діра. Дослідники можуть бачити порожнини в цьому газі, які струмені вирізали мільйони років тому. Якщо порожнини спрямовані в інший бік, це означає, що струмінь перемістився.

І деякі з них перемістилися значно. Порівняння рентгенівських спостережень з телескопа NASA Chandra та радіозображень з Дуже великого базового масиву (VLBA) показує, що промені галактики Abell 478 змінили напрямок приблизно на 35 градусів. Промені галактики NGC 5044 змінили напрямок приблизно на 70 градусів.

“Ми виявили, що близько третини променів тепер спрямовані в зовсім інших напрямках, ніж раніше”, – сказав у своїй заяві провідний автор дослідження Франческо Убертозі з Болонського університету. “Ці чорні діри Зірки Смерті обертаються і вказують на нові цілі, як вигадана космічна станція в “Зоряних війнах””.

Деякі з них змінили напрямок майже на 90 градусів, і зробили вони це в період від одного до 10 мільйонів років. Враховуючи, що цим об’єктам 10 мільярдів років (10 000 мільйонів років), це дуже швидка зміна.

“Ці галактики занадто далекі, щоб сказати, чи промені від чорних дір Зірки Смерті пошкоджують зірки і їхні планети, але ми впевнені, що вони заважають багатьом зіркам і планетам формуватися”, – сказав співавтор дослідження Юен О’Салліван з Центру астрофізики Гарвардського і Смітсонівського інститутів.