Давно не секрет, что сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик серьёзно влияют на их эволюцию. Создаваемые активной чёрной дырой ветры и выбросы энергии в джетах зажигают и гасят звёзды на огромных пространствах родных для них галактик. Но учёные серьёзно ошибались в оценке этого влияния. Новая работа показала, что активная сверхмассивная чёрная дыра может перемешивать вещество на расстоянии до трёх галактических дисков, влияя даже на соседей.
Композитное изображение квазара H1821+643. Источник изображения: NASA
Об открытии сообщили японские астрономы, которые провели цикл наблюдений за квазаром H1821+643. Они обнаружили необычайно мощное воздействие этой сверхмассивной чёрной дыры на окружающее пространство: энергия квазара заставила горячий газ бурлить — привела его в состояние турбулентности — на расстояниях до 300 тыс. световых лет от его центра. Это примерно три диска Млечного Пути и, что очевидно, далеко за пределами галактики-хозяина.
Квазар находится в созвездии Дракона примерно в 3,4 млрд световых лет от Земли и расположен в центре скопления галактик. Масса питающей его чёрной дыры оценивается примерно в 2,6 млрд масс Солнца.
Ключевые данные были получены японско-американской рентгеновской обсерваторией XRISM, наблюдавшей H1821+643 с 4 по 10 сентября 2024 года. Учёные исследовали прежде всего спектральные линии высокоионизованного железа — то, как ионы этого элемента ведут себя под воздействием энергетических потоков от квазара на всём удалении от него. Средняя скорость газа в турбулентностях достигала 300 км/с, а температура плазмы — 72 млн °C.
Интенсивное движение газа было зафиксировано далеко на периферии — вплоть до 300–330 тыс. световых лет от квазара. По масштабу это воздействие сравнимо с энергией миллиардов взрывов сверхновых и на два порядка превысило все предыдущие оценки влияния сверхмассивных чёрных дыр на окружающее их вещество. Результат наглядно показывает, что активная чёрная дыра способна не просто выбрасывать вещество из своей галактики, а непосредственно нагревать и перемешивать газ всего ядра скопления, тем самым влияя на охлаждение вещества, образование новых звёзд и дальнейшую эволюцию галактик на сотнях тысяч световых лет вокруг неё.