С помощью сети радиотелескопов VLBA (Very Long Baseline Array) и VLA (Jansky Very Large Array) астрономы зафиксировали ранние этапы активности сверхмассивной черной дыры, расположенной в центральной части скопления галактик CHIPS 1911+4455. Свет от этой системы шел до Земли примерно шесть миллиардов лет.
Среди гравитационно-связанных систем галактик — одних из самых больших структур во Вселенной — скопления, подобные CHIPS 1911+4455, встречаются редко. Все дело в свойствах горячего межгалактического газа: в обычных скоплениях его температура может достигать десятков миллионов градусов, однако в центральной части CHIPS 1911+4455 он остывает за сотни миллионов лет — очень быстро по космическим меркам. В результате газ конденсируется и «оседает» в центр, превращаясь в топливо для звездообразования и активности сверхмассивной черной дыры.
Данные наблюдений, ранее полученных с помощью рентгеновской обсерватории «Чандра», помогли выявить значительные асимметрии в распределении горячего газа, что указывает на недавнее слияние скоплений либо крупных галактик. Это событие могло усилить турбулентность, ускорить охлаждение газа и запустить процесс звездообразования, а вместе с ним — активность сверхмассивной черной дыры.
Теперь, наблюдая за CHIPS 1911+4455, группа астрономов под руководством Франческо Убертози (Francesco Ubertosi) из Болонского университета (Италия) установила, что возраст активного галактического ядра в самой яркой (центральной) галактике скопления составляет не более тысячи лет. К такому выводу ученые пришли, обнаружив с помощью VLBA компактные симметричные джеты протяженностью приблизительно 100 световых лет и характерный для молодых галактик пик в радиоспектре. Для сравнения, у «взрослых» систем джеты могут простираться на десятки тысяч световых лет.
На расстоянии примерно 32 600 световых лет от ядра с помощью VLA также заметили «усики» радиоизлучения, совпадающие с областями звездообразования, видимыми на снимках «Хаббла». Их характеристики указывают на синхротронное излучение от вспышек сверхновых, а не от джетов черной дыры. Таким образом, сверхмассивная черная дыра в центре системы начала активно поглощать газ, выбрасывая в окружающее пространство узкие струи плазмы около тысячи лет назад, то есть буквально «вчера».
«Мы наблюдали сверхмассивную черную дыру в самом начале ее активной фазы, до того, как она успела заметно изменить свое окружение», — отметил Убертози.
Авторы научной работы, опубликованной в The Astrophysical Journal, продолжат наблюдения за CHIPS 1911+4455, чтобы проследить за дальнейшей активностью проснувшегося космического «монстра» и тем, как он формирует структуру галактики, а также понять, как именно эволюция черных дыр и звездного населения связана с крупномасштабной структурой Вселенной.