Астрономы запечатлели впечатляющую картину «перерождения» чёрной дыры в гигантской радиогалактике J1007+3540, расположенной в массивном скоплении галактик. После почти 100 миллионов лет сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики возобновила выброс джетов, распространяющихся почти на миллион световых лет.
Радиоизображения, полученные с помощью интерферометров LOFAR (Нидерланды) и uGMRT (Индия), демонстрируют сложную динамику взаимодействия между новообразованными джетами чёрной дыры и давлением окружающей среды.
Большинство галактик содержат сверхмассивные чёрные дыры, однако немногие из них генерируют мощные джеты, излучающие в радиодиапазоне. Уникальность J1007+3540 заключается в наличии явных признаков нескольких эпизодов активности, что свидетельствует о «включении», «выключении» и «перезапуске» чёрной дыры после длительных периодов покоя.
На радиоизображениях отчётливо виден компактный, яркий внутренний джет, который, по словам ведущего исследователя Шобхи Кумари из Миднапурского городского колледжа (Индия), является безошибочным признаком недавнего «пробуждения» чёрной дыры. Вокруг него располагается «кокон» из более старой, потускневшей плазмы — остатки предыдущих извержений чёрной дыры, деформированные и сжатые окружающей средой.
«Это похоже на наблюдение за извержением космического вулкана после долгих лет затишья — только этот вулкан достаточно велик, чтобы вырезать структуры, простирающиеся почти на миллион световых лет. Такое драматическое наслоение молодых джетов внутри более старых, исчерпавших себя областей является признаком эпизодического активного ядра галактики (AGN) — галактики, чей центральный двигатель включается и выключается на протяжении космических масштабов времени», — добавляет Кумари.
Исследователи отмечают, что J1007+3540 находится внутри массивного скопления галактик, заполненного чрезвычайно горячим газом. Эта среда создаёт внешнее давление, значительно превышающее то, что испытывают большинство радиогалактик. По мере того как возрождённые джеты выталкиваются наружу, они изгибаются и деформируются под воздействием плотной среды. Изображение LOFAR показывает, что северная доля сжата и сильно искажена, демонстрируя изогнутый обратный поток плазмы, который, по-видимому, выталкивается вбок окружающим газом. Изображение uGMRT также показывает, что эта сжатая область имеет сверхкрутой радиоспектр, что означает, что частицы там чрезвычайно старые и потеряли большую часть своей энергии — ещё один признак влияния скопления.
Системы, подобные J1007+3540, чрезвычайно ценны для астрономов. Они позволяют понять циклы и механизмы активности чёрных дыр, эволюцию джетов на протяжении миллионов лет и как скопления галактик могут изменять всю морфологическую структуру радиогалактики. Команда планирует использовать более чувствительные наблюдения с высоким разрешением, чтобы углубиться в ядро J1007+3540 и отследить, как перезапущенные джеты распространяются в этой среде.