Ученые из Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук (САО РАН) разработали метод «внегалактической археологии» — изучения «артефактов» прошлой активности черных дыр, таких как газовые облака и радиоволны, чтобы восстановить их историю. Исследователи выяснили, что эти космические объекты способны циклически просыпаться и засыпать, переключаясь между режимами яркого свечения (когда они излучают энергию) и выбросами мощных струй вещества (так называемых джетов), которые разгоняются почти до скорости света. Результаты исследования опубликованы в журнале «Успехи физических наук».
Алексей Моисеев, Алина Аршинова и их коллеги из САО РАН описали, как активные ядра галактик (АЯГ) оставляют после себя заметные следы. К таким артефактам относятся старые радиоволокна (реликтовые радиоструктуры), газовые облака, которые продолжают светиться за счет «ионизационного эха» (это свечение газа, которое сохраняется еще долго после того, как сама черная дыра погасла), а также гигантские пузыри Ферми — огромные области нагретого газа над и под центром нашей Галактики. Анализ этих данных позволяет отслеживать изменения светимости черных дыр на временных отрезках от 10 тысяч до 100 миллионов лет.
Авторы работы сосредоточились на оптических наблюдениях ионизационных конусов — областей газа, которые светятся под воздействием ультрафиолета от черной дыры. В некоторых галактиках эти конусы соседствуют с древними радиоисточниками, что прямо указывает на смену режимов падения вещества (аккреции) на черную дыру.
Особый интерес для науки представляют так называемые «меняющие облик» активные ядра галактик, у которых тип свечения может кардинально измениться всего за несколько лет. Раньше такие быстрые трансформации казались невозможными из-за того, что аккреционные диски (огромные вращающиеся кольца газа и пыли, падающие на черную дыру) считались очень устойчивыми и медленно меняющимися. Однако современные данные подтверждают, что изменения могут происходить гораздо быстрее.
Для изучения этих процессов на Земле российские астрофизики применяют крупнейший в Евразии 6-метровый телескоп САО РАН и 2,5-метровый телескоп Государственного астрономического института им. Штернберга. Наблюдения за режимами активности активных ядер галактик уже позволили подтвердить, что гигантские пузыри Ферми в Млечном Пути образовались в результате мощной вспышки центральной черной дыры около 2 миллионов лет назад. Эти пузыри видны как огромные отпечатки той древней активности, которые до сих пор можно зафиксировать в радиодиапазоне.
Ранее астрофизик ответил на вопрос о белых дырах в космосе.
