Открытие умирающей сверхмассивной черной дыры с помощью светового эха, длившегося 3000 лет

Составное изображение Arp 187 в радиодиапазоне, полученное телескопами VLA и ALMA (синий: VLA 4.86 ГГц, зеленый: VLA 8.44 ГГц, красный: ALMA 133 ГГц). На изображении видны четкие лепестки бимодальной струи, но центральное ядро ​​(центр изображения) темное / не обнаруживается. © ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Ichikawa et al.

AGN в конечном итоге сгорят, поскольку существует предел максимальной массы для SMBH; ученые давно раздумывали, когда это будет.

Кохей Итикава из Университета Тохоку и его исследовательская группа, возможно, случайно обнаружили AGN ближе к концу его жизненного цикла после улавливания сигнала AGN от галактики Arp 187.

Наблюдая за радиоизображениями в галактике с помощью двух астрономических обсерваторий – Атакамской большой миллиметровой / субмиллиметровой матрицы (ALMA) и очень большой матрицы (VLA), они обнаружили реактивный лепесток, который является отличительным признаком AGN.

Однако они не заметили сигнала от ядра, что указывает на то, что активность AGN уже может быть молчаливой.

Наблюдательная разница между стандартным AGN (слева) и умирающим AGN (справа), обнаруженная в ходе этого исследования. В умирающем AGN ядро ​​очень слабое в любых диапазонах длин волн, потому что активность AGN уже мертва, в то время как расширенная ионизированная область все еще видна в течение ~ 3000 световых лет, поскольку свету требуется ~ 3000 лет, чтобы пересечь расширенную область. © ︎ Итикава и др.

При дальнейшем анализе многоволновых данных они обнаружили, что все мелкомасштабные индикаторы AGN молчали, в то время как крупномасштабные индикаторы были яркими. Это потому, что AGN недавно было закалено в течение последних 3000 лет.

Как только AGN умирает, мелкомасштабные элементы AGN становятся слабыми, потому что дальнейшие источники фотонов также прекращаются. Но крупномасштабная область ионизированного газа все еще видна, поскольку фотонам требуется около 3000 лет, чтобы добраться до края области. Наблюдение за прошлой активностью AGN известно как световое эхо.

Рентгеновское (8-24 кэВ) изображение Arp 187, полученное рентгеновским спутником NASA NuSTAR. Черный кружок показывает местоположение Arp 187, что указывает на отсутствие обнаружения. Предоставлено: Итикава и др.

«Мы использовали рентгеновский спутник NASA NuSTAR, лучший инструмент для наблюдения за текущей активностью АЯГ», – сказал

Итикава. «Это позволяет не обнаруживать, поэтому мы смогли обнаружить, что ядро ​​полностью мертво».

Результаты показывают, что отключение AGN происходит в пределах 3000-летнего периода, а ядро ​​становится более чем в 1000 раз слабее за последние 3000 лет.

Итикава, который был соавтором статьи для 238-го собрания Американского астрономического общества, говорит, что они будут продолжать исследовать умирающие AGN в будущем.

«Мы будем искать больше умирающих AGN, используя тот же метод, что и в этом исследовании. Мы также получим последующие наблюдения с высоким пространственным разрешением для исследования притоков и оттоков газа, которые могут прояснить, как произошло отключение активности AGN.

Эдди Гонсалес-младший MessageToEagle.com