NASA знайшло надмасивну чорну діру, яка обертається в неправильному напрямку

Астрономи виявили дивовижну космічну аномалію — надмасивну чорну діру в галактиці NGC 5084, яка, здається, повністю нахилена відносно структури своєї галактики. Це відкриття, роками приховане в архівних даних, було виявлено лише за допомогою передових методів аналізу зображень.

Розкрита таємниця чорної діри

Дослідники NASA ідентифікували дивовижну чорну діру в галактиці NGC 5084 — ту, яка, здається, «перекинулася», обертаючись під незвичним кутом порівняно з рештою галактики. Хоча NGC 5084 вивчали роками, ця несподівана орієнтація чорної діри залишилася прихованою в старих архівах даних. Прорив стався, коли вчені з Науково-дослідного центру Еймса NASA в Кремнієвій долині в Каліфорнії застосували нові методи аналізу зображень для повторного вивчення архівних даних рентгенівської обсерваторії Чандра.

Використовуючи ці передові методи, астрономи з Еймса виявили дивовижну особливість: чотири довгі шлейфи плазми — гарячого зарядженого газу — що виходять із галактики. Одна пара шлейфів простягається над і під площиною галактики, що є типовим у деяких галактиках. Однак друга пара, яка розташована в площині галактики та утворює з першою форму «Х», дуже незвичайна. Як правило, галактики демонструють лише один або два таких шлейфу, що робить це відкриття ще більш вражаючим.

Нові методи виявляють несподіване

Метод, який виявляє такі несподівані характеристики галактики NGC 5084, був розроблений Алехандро Серрано Борлаффом, науковим співробітником Інституту екологічних досліджень Bay Area в Еймсі, та його колегами для виявлення рентгенівського випромінювання низької яскравості в даних найпотужнішого у світі рентгенівського телескопа. Те, що вони побачили в даних Chandra, видалося настільки дивним, що вони негайно почали шукати підтвердження, покопавшись в архівах даних інших телескопів і запросивши нові спостереження з двох потужних наземних обсерваторій.

Несподіваний другий набір шлейфів був переконливою підказкою, що ця галактика містила надмасивну чорну діру, але могли бути й інші пояснення. Архівні дані космічного телескопа Хаббла та великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама (ALMA) у Чилі виявили ще одну особливість NGC 5084: маленький, запилений внутрішній диск, що обертається навколо центру галактики. Це також свідчило про наявність там чорної діри, і, як не дивно, вона обертається під кутом 90 градусів до загального обертання галактики; диск і чорна діра, в певному сенсі, лежать на боках.

Збираємо галактичний пазл

Подальший аналіз NGC 5084 дозволив дослідникам досліджувати ту саму галактику, використовуючи широку смугу електромагнітного спектру – від видимого світла, яке бачив Хаббл, до більш довгих хвиль, які спостерігали ALMA та Expanded Very Large Array Національної радіоастрономічної обсерваторії поблизу Сокорро, Нью-Мексико.

«Це було наче побачити місце злочину з різними видами світла», — сказав Борлафф, який також є першим автором статті, який повідомляє про відкриття. «Об’єднання всіх знімків показало, що NGC 5084 дуже змінилася в недавньому минулому».

«Це було наче побачити місце злочину з різними видами світла». Алехандро Серрано Борлафф, дослідник NASA

«Виявлення двох пар рентгенівських шлейфів в одній галактиці є винятковим», — додала Памела Маркум, астрофізик з Ames і співавтор відкриття. «Поєднання їх незвичайної хрестоподібної структури та «перекинутого» пилового диска дає нам унікальне розуміння історії цієї галактики».

Історія космічного перевороту

Як правило, астрономи очікують, що рентгенівська енергія, випромінювана великими галактиками, розподілятиметься рівномірно у загалом сферичній формі. Коли це не так, наприклад, коли вони зосереджені в набір рентгенівських шлейфів, вони знають, що велика подія в якийсь момент збурила галактику. Можливі драматичні моменти в її історії, які могли б пояснити скинуту чорну діру NGC 5084 і подвійний набір шлейфів, включають зіткнення з іншою галактикою та утворення димової труби перегрітого газу, що виривається з верхньої та нижньої частин галактичної площини.

Будуть потрібні додаткові дослідження, щоб визначити, яка подія чи події призвели до нинішньої дивної структури цієї галактики. Але вже зрозуміло, що архітектуру NGC 5084, яку ніколи раніше не бачили, вдалося відкрити лише завдяки архівним даним — деяким із них майже три десятиліття — у поєднанні з новими методами аналізу. Стаття, в якій представлено це дослідження, була опублікована в The Astrophysical Journal.