Активность ядер галактик

Ученые обнаружили относительно быстрое изменение состояния сразу у шести галактик: за несколько месяцев их ядра резко нарастили активность. Такое превращение связывают с резким изменением темпа падения вещества на центральные сверхмассивные черные дыры в этих объектах. Подобные переходы редки, но отличаются от уже известных, поэтому авторы предложили выделить их в отдельный класс, сообщается в The Astrophysical Journal.

Существует обширная классификация галактик, в том числе галактик с активными ядрами (АЯГ), которые видны благодаря мощному излучению центральной области, а не из-за звездного населения. АЯГ различают по спектральным характеристикам, а с теоретической точки зрения эта разница определяется двум параметрами: углом между лучом зрения и галактической плоскостью, а также темпом аккреции на центральную черную дыру.

Исторически существовали подходы, которые пытались все разнообразие наблюдательных проявлений АЯГ свести исключительно к ориентации. Однако в последние годы открывают все большеизменяющих свой «внешний вид» галактик, которые не вписываются в такие модели, так как такие большие структуры не могут заметно повернуться за несколько лет.

Обычно подобные изменения заключаются в появлении (или исчезновении) либо непрерывного излучения в континууме, которое невозможно объяснить звездами, либо области с широкими эмиссионными линиями. Такие регионы должны возникать в непосредственной близости от центральной черной дыры, так как за расширение линии отвечает эффект Доплера, а для большого разброса скоростей необходимо быстро двигаться. Подобных случаев смены типа известно уже достаточно много, и они обычно связывают с резким изменением темпа аккреции на масштабе месяцев.

Астрономы из США, Нидерландов, Швеции и Тайваня под руководством Сары Фредерик (Sara Frederick) из Мэрилендского университета в Колледж-Парке описали наблюдения переходов сразу шести галактик класса LINER (Low-ionization nuclear emission-line region — ядерная область с излучением в линиях слабоионизованных элементов) в активное состояние АЯГ в течение девяти месяцев. В четырех случаях в излучении галактик появились широкие линии, то есть они фактически стали квазарами, а в двух объекты превратился в активные сейфертовские галактики I типа.

Тип LINER весьма распространен: по оценкам, к нему относится около трети всех галактик в локальной окрестности. В научном сообществе, однако, нет консенсуса ни относительно их классификации как АЯГ, ни касательно механизма излучения: согласно одной теории, это проявление умеренной активности ядра, а по другой теории за это ответственен высокий темп звездообразования и множество молодых ярких звезд.

В случае сейфертовских галактик ученые и раньше обращали внимание на изменения спектра (обычно происходит переход между типами I и II), но превращение из LINER наблюдается весьма редко, даже несмотря на распространенность этого вида галактик. В рамках новой работы астрономы хотели разобраться в переходах между сейфертовскими типами, но обнаружили выделяющиеся по спектральным свойствам от всех других известных случаев превращения, которые оказались намного интереснее.

Открытие удалось сделать благодаря новому обзорному инструменту Zwicky Transient Facility (ZFT — автоматической установке в Паломарской обсерватории в Калифорнии, которая начала регулярные наблюдения в марте 2018 года. «Удивительно, что любая галактика может измениться на человеческом масштабе времени. Эти измерения происходят гораздо быстрее, чем мы может объяснить текущими теориями о квазарах, — говорит Фредерик. — Потребуются новые исследования для понимания того, что может так повлиять на темп аккреции в галактике и привести к таким быстрым изменениям. Участвующие в этом процессы должны быть исключительными и впечатляющими».