Яркая галактика недалеко от Млечного Пути таит в себе странную, загадочную тайну.
В центре NGC 5084, на расстоянии около 80 миллионов световых лет от нас, обнаружена сверхмассивная черная дыра , вокруг которой вращается вся галактика. Она лежит на боку, а ее ось вращения параллельна плоскости галактики.
Это немного похоже на Уран среди черных дыр , и астрономы не знают, как он мог оказаться в таком положении, особенно с учетом того, что данные свидетельствуют о том, что он не всегда был ориентирован так, как это наблюдается в наших текущих наблюдениях.
Это открытие представляет собой выдающийся пример астрофизического детективного исследования, основанного на архивных наблюдениях, датируемых тремя десятилетиями ранее. Оно показывает, как сохраненные данные можно использовать для воссоздания истории галактики, более далекой во времени, чем мы можем видеть.
Галактика NGC 5084 известна уже много веков. Впервые она была каталогизирована Уильямом Гершелем в 1785 году и с тех пор хорошо изучена. Это так называемая линзовидная галактика — нечто среднее между спиральной галактикой, такой как Млечный Путь, и эллиптической галактикой, просто размытое пятно без структуры. У NGC 5084 есть диск, но нет крупных спиральных рукавов, которые мы могли бы различить.
Она также огромна, более 200 000 световых лет в поперечнике, и ее масса оценивается в
1,3 триллиона Солнц . Это одна из самых больших линзовидных галактик, которые мы когда-либо измеряли.
Но мы не так много знаем о сверхмассивной черной дыре в галактическом центре. NGC 5084 находится к нам с ребра, что затрудняет наблюдение за галактическим центром, а сам центр яркий и пыльный. Под руководством астронома Алехандро Борлаффа из Исследовательского центра Эймса NASA группа ученых обнаружила, что архивные наблюдения могут быть использованы для того, чтобы узнать больше о ядре галактики.
Исследователи тестировали новые методы анализа изображений на данных рентгеновской обсерватории NASA Chandra, когда заметили нечто очень странное: четыре длинных шлейфа рентгеновской плазмы, вырывающихся из центра галактики в форме буквы X.
Такие струи являются свидетельством прошлой активности галактического центра. Когда черная дыра поглощает материю из окружающего ее пространства, не весь материал исчезает навсегда за горизонтом событий. Ученые полагают, что часть отклоняется вдоль линий магнитного поля за пределами черной дыры к полюсам черной дыры, где она выбрасывается в космос в виде струй плазмы.
Два из обнаруженных исследователями шлейфа простирались выше и ниже галактической плоскости, как и следовало ожидать, если бы экваториальная плоскость черной дыры была с ней совмещена.
Однако два других шлейфа были внедрены в галактический диск, что говорит о том, что сверхмассивная черная дыра изначально находилась в нормальном положении, а затем каким-то образом наклонилась вбок, как будто ей стало скучно, и она попробовала что-то новое.
Озадаченная команда вернулась в архивы за новыми наблюдениями Chandra, а также архивными оптическими наблюдениями с космического телескопа Hubble, радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array и радиотелескопа Expanded Very Large Array . Они также заказали новые наблюдения из обсерватории Apache Point.
«Это было похоже на то, как будто я увидел место преступления с несколькими типами освещения», — говорит Борлафф . «Соединив все фотографии, мы увидели, что NGC 5084 сильно изменилась за последнее время».
Новые наблюдения подтвердили наличие струй – и выявили их источник. В центре галактики исследователи обнаружили полосу пыли, характерную для диска материала, который закручивается вокруг экваториальной области сверх массивной черной дыры, если смотреть сбоку.
Но и здесь все было не так: вместо того, чтобы совпадать с галактической плоскостью, она была перпендикулярна ей, что свидетельствует о том, что черная дыра действительно лежала на боку во время наблюдения.
Это указывает на интересное событие в прошлом галактики, которое могло вызвать приток материала в галактический центр, например, слияние с другой галактикой, имеющей собственную сверх массивную черную дыру, что привело к столкновению и слиянию двух сверх массивных
черных дыр .
Мы пока не знаем, так ли это. Но мы впервые узнали массу черной дыры: исследователи определили, что она составляет 45,7 миллионов масс Солнца. Потребуется провести больше работы, чтобы сузить круг событий, которые ее свергли.
Просто поразительно, что, наблюдая за этой галактикой на протяжении столетий, мы впервые обнаружили подобные махинации, происходящие внутри NGC 5084.
«Обнаружение двух пар рентгеновских шлейфов в одной галактике — это исключительный факт», — говорит астрофизик Памела Маркум из Исследовательского центра Эймса NASA. «Сочетание их необычной крестообразной структуры и «перевернутого» пылевого диска дает нам уникальную возможность заглянуть в историю этой галактики».
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Прочитайте что такое взгляд в будущее