Впервые обнаружен «шатающийся» джет чёрной дыры в спиральной галактике

Астрономы с помощью обсерватории W. M. Keck на Гавайях обнаружили самый крупный и протяжённый поток перегретого газа, когда-либо наблюдавшийся у близкой галактики. Это стало самым чётким доказательством того, что сверхмассивная чёрная дыра может кардинально менять свою галактику далеко за пределами её ядра.

На этом художественном изображении показан прецессирующий джет, извергающийся из сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики VV 340a. Автор: W. M. Keck Observatory / Adam Makarenko

Открытие сосредоточено на галактике VV 340a, где наблюдения выявили огромные структуры ионизированного газа, простирающиеся на расстояние до 20 000 световых лет от центра галактики. Результаты исследования, проведённого учёными из Калифорнийского университета в Ирвайне и Калифорнийского технологического института, опубликованы в журнале Science.

Критически важные наблюдения с помощью инструмента Keck Cosmic Web Imager (KCWI) на телескопе Keck II позволили отследить более холодный газ, выходящий далеко за пределы диска галактики. Этот газ образует копьевидную структуру, выровненную с центром галактики, что является «ископаемой записью» длительной активности, вызванной центральной чёрной дырой.

«Данные обсерватории Кека позволили нам понять истинный масштаб этого явления. Без этих наблюдений мы бы не знали, насколько мощным и продолжительным является этот отток», — сказал ведущий автор исследования, постдокторант UC Irvine Джастин Кадер.

Команда объединила оптические данные Keck с инфракрасными наблюдениями космического телескопа Джеймса Уэбба и радиоизображениями от массива VLA, чтобы построить полную картину системы.

В центре галактики телескоп Уэбба обнаружил интенсивно ионизированный «коронный» газ, плазму, нагретую до экстремальных температур. Радиоданные VLA показали, что пара плазменных джетов, испускаемых чёрной дырой, закручивается в спиральную S-образную форму по мере удаления. Это свидетельствует о редком явлении, известном как прецессия джета, когда направление струи медленно «шатается» со временем.

«Это первый случай, когда мы наблюдаем прецессирующий радио-джет килопарсекового масштаба, вызывающий такой массивный отток в дисковой галактике», — отметил Кадер.

Данные KCWI показывают, что по мере замедления джет увлекает за собой более холодный материал, выталкивая его наружу. Этот процесс лишает галактику газа с эквивалентной скоростью образования почти 20 солнц в год, что резко подавляет будущее звездообразование.

Самым удивительным является место, где происходит эта активность. Мощные прецессирующие джеты обычно находят в старых эллиптических галактиках, прекративших звездообразование, а не в относительно молодых спиральных галактиках, подобных VV 340a, которая всё ещё находится на ранних стадиях слияния с другой галактикой.

Открытие ставит под сомнение давние представления о совместной эволюции галактик и их центральных чёрных дыр и повышает вероятность того, что подобные события могут происходить в галактиках, подобных нашему Млечному Пути.

«Нет явных следов того, что подобное происходило в нашей галактике, но это открытие предполагает, что мы не можем исключать такую возможность. Это меняет наш взгляд на галактику, в которой мы живём», — сказал Кадер.

Команда планирует провести более глубокие радио-наблюдения, чтобы определить, может ли вторая сверхмассивная чёрная дыра вызывать «шатание» джета, что станет первым шагом к идентификации двойной системы чёрных дыр.

Больше информации: Justin A. Kader et al, A precessing jet from an active galactic nucleus drives gas outflow from a disk galaxy, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adp8989.