Яскрава галактика недалеко від Чумацького Шляху приховувала дивний, заплутаний секрет у своєму центрі.
У центрі галактики NGC 5084, яка знаходиться приблизно за 80 мільйонів світлових років від нас, було виявлено, що її надмасивна чорна діра, навколо якої обертається вся галактика, нахилилася на бік, і її ось обертання паралельна галактичній площині.
Це схоже на Уран серед чорних дір, і астрономи не можуть зрозуміти, як це могло статися — особливо враховуючи, що є докази того, що її орієнтація була не завжди такою, якою ми спостерігаємо зараз.
Це відкриття — неймовірне астрономічне розслідування, основане на архівних спостереженнях, що охоплюють три десятиліття, які показують, як можна використовувати збережені дані для відновлення історії галактики, йдучи в минуле далі, ніж ми можемо фактично побачити.
Галактика NGC 5084 відома вже багато століть. Вона була вперше зафіксована Вільямом Гершелем у 1785 році, і з того часу її активно вивчають. Це лентикулярна галактика — між спіральною, як Чумацький Шлях, і еліптичною, яка виглядає просто як розмитий клубок без структури. NGC 5084 має диск, але ми не можемо побачити великомасштабних спіральних рук.
Це також величезна галактика, що розтягується на понад 200 000 світлових років, і її маса оцінюється в 1,3 трильйона сонячних мас — одна з найбільших лентикулярних галактик, що були виміряні.
Але ми не знаємо багато про надмасивну чорну діру в її центрі. NGC 5084 орієнтована до нас “краєм”, що ускладнює спостереження за її центром, та й сам центр дуже яскравий і запилений. Керуючи командою астронома Алехандро Борлаффа з дослідницького центру NASA Ames, вчені виявили, що архівні спостереження можна використовувати для детальнішого дослідження цього ядра.
Дослідники працювали з новими методами аналізу зображень, використовуючи дані з рентгенівського обсерваторія NASA Chandra, коли помітили дещо дуже дивне: чотири довгі потоки рентгенівського випромінювання, що простягаються від центру галактики, утворюючи форму хрестика.
Такі потоки є свідченням попередньої активності галактичного центру. Коли чорна діра поглинає матерію з навколишнього простору, не вся вона потрапляє назавжди за горизонт подій. Вчені вважають, що частина цього матеріалу відхиляється вздовж магнітних ліній навколо чорної діри та виводиться в космос у вигляді джетів плазми.
Два потоки, що виявили дослідники, розташовані вище і нижче галактичної площини, як очікувалося, якщо екваторіальна площина чорної діри була вирівняна з нею.
Але інші два потоки вписуються в галактичний диск, що натякає на те, що надмасивна чорна діра змінила своє положення, наче вона стала скучною і вирішила спробувати щось нове.
Дослідницька команда повернулася до архівів для додаткових спостережень за допомогою Чандри, а також спостережень за допомогою космічного телескопа Хаббл, радіотелескопів Atacama Large Millimeter/submillimeter Array та Expanded Very Large Array, а також нових спостережень з обсерваторії Apache Point.
“Це було, як побачити місце злочину через кілька видів світла”, — говорить Борлафф. “Зібравши всі зображення, ми виявили, що NGC 5084 значно змінилася в своєму недавньому минулому.”
Нові спостереження підтвердили наявність джетів і виявили їх джерело. В центрі галактики вчені виявили пояс пилу, характерний для диска матеріалу, який обертається навколо екваторіальної області чорної діри, коли її спостерігають збоку.
Але навіть це було вивернуте: замість того, щоб бути вирівняним з галактичною площиною, він був перпендикулярним — що підтверджує, що чорна діра дійсно лежить на своєму боці під час спостережень.
Це натякає на цікаву подію в минулому галактики, яка могла призвести до надходження матеріалу в її центр, наприклад, злиття з іншою галактикою, у якої є своя надмасивна чорна діра, що призвело до зіткнення і злиття обох чорних дір.
Ми поки що не знаємо, чи це так сталося. Але ми тепер знаємо масу чорної діри вперше: вчені визначили, що її маса становить 45,7 мільйона сонячних мас. Більше досліджень потрібно для уточнення події, що її звалило.
Це просто дивовижно, що, дивлячись на цю галактику вже століттями, ми тільки зараз виявили ці неспокійні події в її середині.
Дослідження було опубліковано в журналі The Astrophysical Journal.