Galaktika, kurios šviesis kinta, astronominiais mastais kalbant, akimirksniu – kokia galėtų būti tokio elgesio priežastis? Nauji rentgeno ir regimųjų spindulių stebėjimai rodo, kad priežastis gali būti dvi juodosios skylės, centre nepasidalinančios medžiaga.
Markarian 1018 yra viena iš daugelio aktyvių galaktikų mūsų Visatoje. Aktyviomis vadinamos tokios galaktikos, kurių centruose esančios supermasyvios juodosios skylės sparčiai ryja medžiagą, o tos medžiagos išspinduliuojama energija nustelbia visų galaktikos žvaigždžių spinduliuotę. Aktyvi yra beveik kas dešimta galaktika. Bet Markarian 1018 – išskirtinė tarp jų, nes keičiasi tiesiog mums bežiūrint. Devintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje ji per ketverius metus pašviesėjo daugiau nei šešis kartus, o šiame amžiuje priblėso – daugiau nei keturis kartus regimųjų spindulių ruože, o per pastaruosius šešerius metus – aštuonis kartus rentgeno ruože. Tokie pokyčiai – tikrai nedažnas, nors ir ne unikalus, aktyvios galaktikos elgesys; paprastai reikšmingiems jų šviesio pokyčiams prireikia bent jau dešimtmečių, jei ne tūkstantmečių. Kas lemia tokį pokytį?
Apskritai aktyvios galaktikos šviesis pakisti gali dėl dviejų pagrindinių priežasčių. Pirmoji priežastis – galaktika „pasislėpė“. Tankūs dujų ir dulkių debesys, priartėję prie galaktikos centro, užstojo jos spinduliuotę, todėl mus pasiekia tik gerokai mažesnė branduolyje kuriamos energijos dalis, nei anksčiau. Jei Markarian 1018 galaktikos centrinėje dalyje tokių debesų yra daug, visai įmanoma, kad kas kelias dešimtis metų jie praslenka tarp mūsų ir juodosios skylės. Bet toks pokytis skirtingų ruožų spinduliuotę pakeičia nevienodai: regimieji spinduliai turėtų būti paveikti labiausiai, o rentgeno – mažiau. Kartu su priblėsimu pasikeistų ir aktyvaus branduolio spektras. Markarian 1018 spektras pasikeitė, bet ne tiek ir ne taip, kaip prognozuoja užstojimo modelis.
Kitas galimas paaiškinimas – sumažėjo medžiagos, krentančios į juodąją skylę, kiekis, o kartu sumažėjo ir jos išskiriama energija. Regimųjų ir ultravioletinių spindulių spektrą ir seniau, ir dabar atitinka akrecinio disko spinduliuotės modelis, tiesiog maždaug dešimt kartų skiriasi medžiagos judėjimo disku juodosios skylės link sparta.
Bet šis paaiškinimas užduoda naujų klausimų. Akrecinio disko evoliucija paprastai matuojama tūkstančiais metų, o ne dešimtmečiais. Kodėl šioje galaktikoje situacija kitokia? Atsakyti į klausimą padeda ultravioletinių spindulių stebėjimai. Šiame ruože yra viena vandenilio spektrinė linija, vadinama Laimano alfa (Lyman alpha, trumpinama Lyα). Bet kur, kur tik vandenilį veikia energinga spinduliuotė, matome ir Laimano alfa spektrinę liniją. Markarian 1018 matome Laimano alfa sugerties liniją – tai reiškia, kad tarp mūsų ir juodosios skylės yra medžiagos, sugeriančios ultravioletinius spindulius. Šios medžiagos nėra pakankamai daug, kad pakeistų visą aktyvaus branduolio išvaizdą (žr. aukščiau), bet pakanka, kad galėtume išmatuoti jos savybes.
Ši medžiaga, pasirodo, tolsta nuo galaktikos centro 700 kilometrų per sekundę greičiu. Toks greitis yra didesnis, nei tipinis dujų judėjimo greitis toje galaktikoje, taigi greičiausiai šios dujos yra susijusios su galaktikos centre vykstančiais procesais. Gali būti, kad dujos lekia iš akrecinio disko, nes iš jo pradėjo pūsti stiprus vėjas. Akrecinių diskų vėjai aktyviuose galaktikų branduoliuose – ne naujiena; jie aptinkami kone kas antroje aktyvioje galaktikoje, o jų greičiai gali siekti iki trečdalio šviesos greičio (kuris yra 300 tūkstančių kilometrų per sekundę). Toks ar panašus vėjas, kylantis iš akrecinio disko, paaiškintų ir į juodąją skylę krentančios medžiagos sumažėjimą: didelė dalis medžiagos, patenkančios į diską, yra išpučiama. Tiesa, kol kas neaišku, kodėl disko vėjas nepūtė anksčiau, o pradėjo pūsti tik prieš keliolika metų.
Bet greitai judančios vandenilio dujos gali būti paaiškintos ir egzotiškiau: Markarian 1018 centre yra ne viena, o dvi supermasyvios juodosios skylės. Galaktika yra paskutinėse susiliejimo stadijose: ji neseniai susijungė su kompanione, o susiliejimo sukelti dujų ir žvaigždžių orbitų pokyčiai nenurimo iki šiol. Abiejų susijungusių galaktikų juodosios skylės turėjo nukristi į naujos galaktikos masės centrą, bet susijungti į vieną joms prireiks dar šimtų milijonų metų. Mažesnė juodoji skylė, skriedama pro didesniąją, galėjo prisitraukti dalį pastarosios akrecinio disko, o abiejų skylių tarpusavio padėtis gali būti tokia, kad aplink mažesniąją besiformuojantis diskas dalinai užstoja didesnįjį, o dujos dalyje jo juda 700 km/s greičiu mūsų link. Tokių procesų eigą įmanoma apskaičiuoti ir prognozuoti, kaip keisis Markarian 1018 šviesis laikui bėgant. Kol kas to dar nepadaryta, bet ateityje galime tikėtis tokių prognozių, o tada galėsime patikrinti, kas iš tiesų nulemia šios galaktikos pokyčius.
Tekstą rengiau remdamasis Space.com straipsniu ir dviem Markarian 1018 stebėjimų analizės straipsniais, publikuotais Astronomy & Astrophysics – McElroy et al. (2016) ir Husemann et al. (2016).
Laiqualasse