Пойман джет от чёрной дыры промежуточной массы: открытие AT2019ijn

Астрономы из Китая и их международные коллеги сообщили об открытии оптического транзиента AT2019ijn, который впервые связывает яркую вспышку в карликовой галактике с джетом от чёрной дыры промежуточной массы. Событие было зафиксировано 31 мая 2019 года системой ZTF. Это открытие заполняет пробел между сверхмассивными и звёздными чёрными дырами, подтверждая существование дыр промежуточной массы, которые ранее оставались гипотетическими.

Оптический пик наступил через 5 дней, но затем, вместо быстрого угасания, источник оставался голубым более 47 дней, а время полуспада в оптике составило 46 дней против типичных 12 дней у ярких быстрых голубых транзиентов. Температура превышала 15 000 кельвинов даже спустя 50 суток после максимума. Это необычное поведение указывало на то, что источник не был обычной сверхновой, а имел иной механизм энерговыделения.

AT2019ijn не был виден в радиодиапазоне в обзоре FIRST 1998 года, ни в первом наборе радио-обзора VLASS за 613 дней до оптической вспышки. Затем, на 412-й день после открытия, VLASS зафиксировал источник, чья яркость продолжала расти. Пик наступил лишь на 641-й день. Плотность радиопотока на пике оказалась на два порядка ярче любого известного объекта класса быстрых оптических транзиентов или сверхновой на сходных сроках.

Анализ данных VLA, ASKAP и uGMRT показал, что радиоизлучение формируется синхротронным механизмом в ударной волне, порождённой взаимодействием джета с межзвёздной средой. Моделирование указало на джет с изотропной кинетической энергией 6,9 × 10⁵⁴ эрг, углом раскрытия 7,5° и углом наблюдения 38,9° относительно оси. Иными словами, джет был направлен в сторону от Земли, и его излучение на ранних стадиях подавлялось релятивистским бимингом.

Энергия события исключает обычную сверхновую или магнитар, если только не предполагать экстремально узкую коллимацию. Моделирование оптической кривой даёт наилучшее согласие для приливного разрушения звезды массой около 0,22 солнечной чёрной дырой промежуточной массы. Это открытие подтверждает, что чёрные дыры промежуточной массы действительно существуют и могут порождать мощные джеты, сопоставимые с выбросами сверхмассивных чёрных дыр.

Это открытие меняет представление о том, как чёрные дыры промежуточной массы взаимодействуют с окружающим веществом. Оно также даёт ключ к пониманию того, как формируются такие объекты. Если джеты от этих дыр могут быть столь мощными, то они могут влиять на эволюцию карликовых галактик, в которых они находятся. Это открытие — важный шаг в понимании того, как устроена Вселенная на всех масштабах, от звёздных до галактических.

Читайте также: