Тихие чёрные дыры: когда активность заканчивается

В центре каждой крупной галактики прячется сверхмассивная чёрная дыра. Иногда она бодрствует и выбрасывает колоссальные струи частиц — джеты — почти со скоростью света. Эти потоки растягиваются на миллионы световых лет и создают огромные радиоизлучающие структуры.

А что, если дыра замолкает? Если джеты резко прекращаются?

Именно это и изучают сейчас астрономы.

Неожиданная находка

Учёные из Кейптаунского университета и Межуниверситетского института исследований космоса разглядывали участок неба под названием XMM-LSS. Их интересовали радиогалактики в фазе «послесвечения» — когда джет уже отключился, а его следы ещё видны.

Результат оказался неожиданным. Из 14 candidateв учёные подтвердили 12 настоящих остаточных радиогалактик. Ключ к открытию — комбинация данных с разных радиотелескопов на частотах от 144 МГц до 1,5 ГГц. Это позволило детально отследить, как радиосигнал меняется на разных длинах волн.

Но самая интересная деталь: многие из этих остатков оказались совсем молодыми. Их возраст — от 8 до 42 миллионов лет, а медиана всего 12 миллионов. По космическим меркам это младенческий возраст.

Почему это важно?

Всё просто. Если остаточные радиогалактики угасают быстрее, чем мы думали, значит, мы просто не успевали их обнаруживать. Они исчезали из поля зрения раньше, чем мы успевали заметить.

Представьте: вы считаете светлячков в поле, но они не мигают — а полностью гаснут через пару минут после включения. Естественно, вы сильно недооцените их количество.

Ещё один нюанс: расстояние играет роль. Галактики дальше (с большим красным смещением) угасают ещё быстрее. Причина — их частицы интенсивнее взаимодействуют с космическим микроволновым фоном, реликтовым излучением от Большого взрыва.

Что это говорит о чёрных дырах?

Главный вывод касается так называемого рабочего цикла сверхмассивных чёрных дыр. Это время активной фазы по сравнению с периодами покоя.

Часть остатков в исследовании только что отключила джеты, другие молчали гораздо дольше. Такой разброс показывает: чёрные дыры — это не простой выключатель с предсказуемым таймером. Всё намного сложнее и хаотичнее.

И знаете что? Это даже успокаивает. Вселенная не следует аккуратным схемам. В этом её прелесть.

Что дальше?

Сеть телескопов Square Kilometre Array, которую сейчас строят, перевернёт такие исследования. Её чувствительность позволит находить куда больше слабых и быстро угасающих остатков.

Мы впервые начинаем видеть целую популяцию объектов, которая пряталась на виду. И это всегда захватывающе.

В следующий раз, глядя на ночное небо, вспомните: где-то там огромные структуры тихо затухают. И мы наконец становимся достаточно внимательными, чтобы застать это.