«Беспрецедентный взрыв»: что стряслось в далекой галактике
Крупнейший в истории наблюдений взрыв заметили астрономы в далекой галактике. Увидеть его позволили данные, полученные с наземных и космических телескопов.
Не иначе, как крупнейшим взрывом во Вселенной назвали ученые, а за ними и мировые СМИ событие, отголоски которого смогли зафиксировать астрономы. Этот катаклизм произошел у черной дыры, находящейся в далеком скоплении галактик в миллионах световых лет от Земли.
«В каком-то смысле этот взрыв похож на извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году в США, снесший верхушку горы, — считает Симона Джиасинтуччи из Научно исследовательской лаборатории ВМС США, автор исследования. – Ключевое различие в том, что образовавшийся «кратер» в газе скопления галактик размером с 15 наших галактик Млечный путь».
Открытие было сделано при помощи рентгеновской орбитальной обсерватории Chandra и европейского космического телескопа XMM-Newton, а также данных, полученных радиотелескопами MWA в Австралии и GMRT и Индии. Взрыв зафиксирован в скоплении галактик в созвездии Змееносца, расстояние до которого составляет 390 млн световых лет.
Скопления галактик – крупнейшие структуры во Вселенной, которые сохраняются благодаря гравитации, состоят из тысяч отдельных галактик, горячего газа и темной материи. По словам ученых, в самом центре скопления в Змееносце находится крупная галактика, содержащая сверхмассивную черную дыру.
Эта дыра, как считают астрономы и была источником масштабного взрыва.
Известно, что черные дыры захватывают падающее на них вещество, однако известен и обратный процесс, когда падающее вещество образует так называемые джеты, вырывающиеся в разных направлениях с полюсов черной дыры. Вещество в таких джетах нередко попадает на окружающую черную дыру материю. Первые признаки взрыва были замечены еще в 2016 году на основе наблюдений скопления телескопом Chandra, когда астроном Норберт Вернер обратил внимание на необычный четкий край на изображении скопления. Ученые предположили, что видят стенку полости, которую создали в горячем газе джеты, вырывающиеся из сверхмассивной черной дыры. Однако тогда они отбросили это предположение, поскольку для образования такой полости требовалось огромная энергия, посчитали они.
В своем исследовании, принятом к публикации в журнале The Astrophysical Journal, Джиасинтуччи с коллегами пришли к выводу, что такой взрыв в действительности имел место. Во-первых, этот край был замечен и телескопом XMM-Newton, что подтвердило наблюдения Chandra.
Во-вторых, используя архивные данные с двух радиотелескопов, астрономы показали, что указанная особенность действительно оказалась краем полости, поскольку она граничит с областью, заполненной радиоизлучением. Это радиоизлучение генерируется электронами, разогнанными до околосветовых скоростей, вблизи черной дыры. «Данные в радио – и рентгеновском диапазоне говорят об одном, — пояснил Максим Маркевич, соавтор работы из Космического центра имени Годдарда.
— Это решающий аргумент, который указал нам на взрыв беспрецедентного масштаба, который случился там».
Астрономы подсчитали, что энергия, необходимая на создание такой огромной полости вокруг черной дыры, примерно в пять раз выше (5*1061эрг), чем при прошлом рекордном взрыве, который был зафиксирован в скоплении MS 0735+74, и в сотни и тысячи раз выше, чем в типичных взрывах в скоплениях галактик. Взрыв, о котором говорят данные, уже прекратился, поскольку астрономы не наблюдают никаких свидетельств джетов в радиоданных. Это подтверждается и данными с Chandra, которые показали, что самые плотные и холодные области газа, видимые в рентгеновских лучах, в настоящее время сдвинулись относительно центральной галактики.
Одной из загадок остается то, почему видна лишь одна область радиоизлучения, ведь аналогичные области обычно видны с противоположной от черной дыры стороны. Ученые предполагают, что газ с другой стороны скопления менее плотный, поэтому радиоизлучение затухло быстрее.
«Как это часто бывает в астрофизике, нам действительно необходимы многоволновые наблюдения, чтобы уверенно понять физику процесса за работой, — считает Мелани Джонстон-Холлитт, соавтор работы из Австралии, — Данные с рентгеновских и радиотелескопов позволили открыть необычайный источник, однако еще больше данных потребуется, чтобы ответить на оставшиеся вопросы».