100 млн лет тишины — и новый залп. Спящая галактика воскресла, выбросив плазму на миллион световых лет

Астрономы получили редкую возможность наблюдать, как сверхмассивная чёрная дыра в радиогалактике J1007+3540 спустя почти 100 млн лет вновь перешла в активную фазу и запустила новые джеты. Масштаб происходящего сравнивают с повторным извержением гигантского космического вулкана, плазменные структуры растянулись почти на 1 млн световых лет.

Объект относится к классу радиогалактик. В таких системах центральная чёрная дыра не только поглощает вещество, но и выбрасывает часть энергии наружу в виде узких потоков намагниченной плазмы. Эти струи разгоняются почти до скорости света и хорошо видны в радиодиапазоне. Обычно подобная активность длится миллионы лет, затем источник затухает. В случае J1007+3540 процесс уже как минимум однажды прекращался и теперь возобновился.

Новые наблюдения выполнены с помощью двух радиоинтерферометров высокой чувствительности, европейской сети LOFAR и модернизированного индийского телескопа uGMRT. Именно радиодиапазон позволяет увидеть холодную разреженную плазму, которая практически не светится в оптике.

На изображениях заметна характерная многослойная структура. В центре просматривается компактный яркий джет, признак того, что чёрная дыра недавно снова начала выбрасывать энергию. Вокруг него лежит более старая оболочка из выцветшей плазмы, оставшаяся от предыдущего цикла активности. Такой рисунок считается прямым указанием на эпизодическую работу активного галактического ядра (episodic AGN), когда периоды вспышек разделены очень длинными паузами.

J1007+3540 находится внутри массивного скопления галактик. Пространство между его участниками заполнено сверхгорячим газом с температурой в миллионы градусов. Хотя вещество там крайне разрежено, его давление на огромных масштабах становится колоссальным. Для радиоджетов это означает постоянное сопротивление среды, которая буквально сдавливает и изгибает выбросы.

Именно поэтому внешние структуры выглядят сильно деформированными. Северная доля на снимках LOFAR сплюснута и искривлена, внутри виден изогнутый обратный поток плазмы, который отклоняется в сторону под действием окружающего газа. В нормальных условиях джеты распространяются более прямолинейно, но здесь среда действует как плотная преграда.

Дополнительное подтверждение дала спектральная картина на данных uGMRT. В сжатой области зафиксирован ультракрутой радиоспектр. Такой эффект возникает, когда частицы очень стары и уже потеряли значительную часть энергии, что указывает на длительное «старение» плазмы в агрессивной среде скопления.

Юго-западный хвост диффузного излучения тянется далеко от основной структуры и выглядит как размытый шлейф. Он показывает, что остатки намагниченной плазмы были постепенно вытянуты и унесены движениями газа внутри скопления за миллионы лет после прошлых извержений.

Исследователи подчёркивают, что подобные объекты крайне важны для понимания эволюции галактик. J1007+3540 позволяет проследить сразу несколько процессов: повторный запуск чёрной дыры, взаимодействие старых и новых джетов, а также влияние плотной среды скопления на форму гигантских радиоструктур.

Такие системы дают возможность оценить, как часто центральные чёрные дыры переходят от спящего состояния к активному, как меняются выброшенные ими плазменные оболочки со временем и каким образом окружающий горячий газ способен не только искажать, но и буквально тормозить распространение джетов.

Следующим этапом станут более детальные наблюдения с высоким разрешением, чтобы рассмотреть центральную область и понять, как новые потоки продолжают пробиваться через экстремальную среду скопления.