За несколько месяцев 6 тихих галактик превратились в пылающие квазары — ученые в шоке

Москва, 20:32, 19 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

По сравнению с нашей короткой человеческой жизнью мы склонны думать о событиях в галактических масштабах как о событиях, которые происходят крайне медленно. Но это не всегда так.

Впечатляющим образом шесть галактик претерпели огромные изменения за считанные месяцы. Они прошли путь от относительно мирных галактик до активных квазаров — самых ярких из всех галактик, выбрасывающих огромное количество радиации во Вселенную.

Это не просто удивительно — эти события могут помочь решить давние споры о том, что производит свет в галактике определенного типа. Фактически они могут указывать на ранее неизвестный тип активности галактического ядра.

Шесть галактик начинались как галактики с линией ядерной эмиссии с низкой ионизацией (LINER). С точки зрения яркости это средне-галактические показатели.

Составляя треть всех известных галактик, они ярче, чем те, у которых в центре находятся спящие сверхмассивные черные дыры, но не такие яркие, как активные галактики (известные как галактики Сейферта), чьи сверхмассивные черные дыры поглощают «космическую пищу».

Теперь квазарные галактики являются самыми яркими из таких активных галактик. На самом деле, они являются одними из самых ярких объектов во Вселенной. Световое и радио излучение, которое мы видим, вызвано материалом вокруг черной дыры, называемым аккреционным диском.

Этот диск содержит пыль и газ, циркулирующие с огромной скоростью, создавая огромное трение, когда его тянет мощная гравитационная сила черной дыры в центре. Это трение производит интенсивное тепло и свет в виде огромных струй, выбрасываемых из полярных областей черной дыры, испускающих радиоволны.

Между тем, уже давно ведутся дебаты о том, что именно производит свет в галактиках LINER. Некоторые астрономы полагают, что это вызвано черными дырами, другие считают, что это результат обильной активности звездных вспышек, то есть рождения множества звезд.

Но когда команда астрономов во главе с астрономом Сарой Фредерик из Университета Мэриленда проверила данные за первые девять месяцев из автоматического обзора неба в Цвикки, они обнаружили, что шесть галактик LINER делают что-то странное.

«Для одного из шести объектов мы сначала подумали, что наблюдали случайное разрушение прилива, которое происходит, когда звезда проходит слишком близко к сверхмассивной черной дыре и теряется», — сказала Фредерик.

«Но позже мы обнаружили, что ранее находившаяся в состоянии покоя черная дыра претерпевает переход, который астрономы называют «изменяющимся видом», в результате чего получается яркий квазар. Наблюдение за шестью из этих переходов, все в относительно спокойных галактиках LINER, позволяет предположить, что мы определили совершенно новый класс активного галактического ядра».

Переходы с изменяющимся внешним видом не редкость, но и обычно они не столь драматичны. Фактически, о первом квазаре с изменяющимся внешним видом не сообщалось до 2015 года, а затем он был в противоположном направлении — квазар, переходящий в галактику Сейферта.

Более того, такие переходы с изменяющимся внешним видом обычно наблюдаются между различными типами сейфертовских галактик, которые производят разные типы света. Этот свет обычно зависит от ориентации галактики — с ребра или с целым диском, стоящим перед нами — поэтому эти переходы для нас пока загадка.

Эти переходы Сейферта были тем, что команда астрофизиков намеревается изучить.

«Вместо этого мы обнаружили целый новый класс активных галактических ядер, способных преобразовать тусклую галактику в светящийся квазар», — сказал астроном Суви Гезари из Университета Мэриленда.

«Теория предполагает, что квазар должен включаться тысячи лет, но эти наблюдения показывают, что это может произойти очень быстро. Это говорит нам о том, что теория ошибочна. Мы думали, что преобразование Сейферта было главной загадкой. Но теперь мы имеем большую проблему для решения».

Ни одна из галактик не обладает особенно активным звездообразованием — самая активная производит эквивалент 1,27 Солнца каждый год. Другие исследования показали, что многие (но, конечно, не все) галактики LINER, по-видимому, также не имеют высоких скоростей звездообразования. Но это может также означать и совершенно другой класс галактики.

Все это значит, что то, что мы знали о квазарах, тоже могло быть неправильным. Тот факт, что эти галактики могут так резко измениться — в человеческом масштабе времени — не согласуется с современной теорией квазаров. Все, что может вызвать такие экстремальные изменения, должно быть довольно интенсивным.

«Эти шесть переходов были настолько внезапными и драматичными, что это говорит нам о том, что в этих галактиках происходит нечто совершенно иное», — сказала Фредерик.

«Мы хотим знать, как такое огромное количество газа и пыли может внезапно начать падать в черную дыру. Поскольку мы уловили эти переходы в действии, это открывает много возможностей для сравнения того, как ядра выглядели раньше и после преобразования».