Kiekvienos galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė – nuo šimtų tūkstančių iki dešimčių milijardų kartų už Saulę masyvesnis objektas. Kartais jos tampa aktyvios: tai reiškia, kad į juodąją skylę krenta dujos, krisdamos jos įkaista ir labai ryškiai spinduliuoja. Tokia galaktika vadinama aktyvia, o jos centre esanti juodoji skylė ir aplinkinės struktūros – aktyviu branduoliu. Branduoliai skirstomi į įvairius tipus. Daugiausiai skirstymas paremtas jų išvaizda – spektro savybėmis skirtinguose elektromagnetinių bangų ruožuose. Didžiąją dalį išvaizdos skirtumų nulemia kryptis, kuria žiūrime į branduolį: jei žiūrime daugmaž lygiagrečiai susisukusio dujų srauto plokštumai, pačią centrinę branduolio dalį mums užstoja jį supantis šaltesnių dulkėtų dujų toras (tokia galaktika vadinama antrojo tipo aktyvia galaktika), o jei žiūrime statmenai, centrą matome (pirmojo tipo aktyvi galaktika). Visgi kai kurie skirtumai turėtų būti realūs: sparčiai krentančios dujos suformuoja ploną karštą diską, o retos – storą ir daug karštesnį apvalkalą. Aplink diską turėtų egzistuoti ir plačiųjų linijų regionas – labai greitai judantys dujų debesys, kurių spektro linijos išsiplečia dėl Doplerio efekto (artėjančių mūsų link debesų linijos tampa mėlynesnės, tolstančių – raudonesnės, suminiame keleto debesų spektre linijos persidengia ir tampa viena plačia).

Atskirti, ar regimas sistemos savybes nulemia stebėjimo kampas, ar realūs fizikiniai skirtumai, gali būti sudėtinga. Atpažinti, ar kažkokia reikšminga struktūra – pavyzdžiui plačiųjų linijų regionas – yra pasislėpusi už ekranuojančio dulkių sluoksnio galima tyrinėjant detalų šaltinio spektrą, kuriame matomas centrinio šaltinio šviesos, atsispindėjusios nuo toliau esančių debesų, signalas. Kartais atspindžio nematome, bet tai gali reikšti, kad tiesiog centrinio šaltinio šviesai nėra nuo ko atsispindėti. Tačiau kelios aktyvios galaktikos ne tik neturi aiškių atspindžių, bet ir nerodo reikšmingos rentgeno spindulių sugerties. Rentgeno spinduliuotė sklinda iš prie pat juodosios skylės esančio dujų vainiko, tad jei ji nėra sugeriama, tai reiškia, kad matome patį galaktikos centrą. Jei matome centrą, bet nematome centrinių struktūrų, tai logiška būtų manyti, kad jų ten ir nėra. Šiuo metu žinomos trys galaktikos, kurioms padaryta tokia išvada; jos vadinamos tikrosiomis antrojo tipo galaktikomis, kad būtų atskirtos nuo tų, kurios taip atrodo tik dėl stebėjimo krypties. Įdomu, kad visos trys galaktikos yra gana blausios – jų šviesis neviršija vieno procento teorinės maksimalios vertės, vadinamos Edingtono riba. Būtent 1% Edingtono yra ta riba, ties kuria modeliai prognozuoja akrecijos srauto transformaciją iš plono disko į storą apvalkalą, taigi šiose galaktikose neturėtų būti plonų diskų.

Bet realybė mūsų modeliams nepaklūsta. Naujame tyrime išnagrinėtas labai detalus vienos iš šių trijų galaktikų, NGC 3147, spektras ir paaiškėjo, kad ji turi ir plačiųjų linijų regioną, ir ploną akrecinį diską. Anksčiau jų signalai nebuvo aptikti, nes yra labai silpni. Ir dabar juos užfiksuoti pavyko tik stebint vos 20 parsekų skersmens centrinę galaktikos dalį. Nors toks regionas vis dar gerokai didesnis už aktyvaus branduolio matmenis, kurie įprastai nesiekia parseko, stebėjimai leido eliminuoti praktiškai visą galaktikos žvaigždžių ir dujų spinduliuotę – tada ir išryškėjo plati jonizuoto vandenilio linija. Linija pasirodė esanti ne visiškai simetriška – spinduliuotė sparčiai mažėja trumpesnių bangos ilgių kryptimi, o didesnių ilgių pusė yra daug tolygesnė. Ši savybė leido apskaičiuoti ir tikėtiną spinduliuotę skleidžiančios struktūros geometriją: tai turėtų būti diskas, besitęsiantis nuo maždaug 38 iki 270 juodosios skylės Švarcšildo spindulių. Ryškesniuose aktyviuose branduoliuose tokio disko vidinis pakraštys yra ties trimis Švarcšildo spinduliais, bet vien tai, kad diskas apskritai egzistuoja, yra labai netikėta. Maža to, apskaičiuotas plačiųjų linijų regiono dydis yra būtent toks, kokio galėtume tikėtis iš branduolio šviesio, remdamiesi ryškesniems branduoliams galiojančia koreliacija tarp šių dydžių. Vėlgi, tai yra gana netikėta, jei pirmo ir antro tipo aktyvius branduolius laikome fiziškai skirtingomis sistemomis.

Kokias išvadas galime padaryti iš šio atradimo? Visų pirma, blausūs aktyvūs branduoliai yra daug panašesni į ryškius, nei manyta iki šiol, bent kai kuriais atvejais. Tuomet iškart kyla klausimai, ar tokie panašumai galioja visada, ar NGC 3147 yra kažkuo neįprasta galaktika? Kas nulemia, kad vieni aktyvūs branduoliai turi plonus diskus, o kiti – storus apvalkalus, ir koks yra perėjimas tarp šių režimų? Ar egzistuoja aktyvūs branduoliai, tikrai neturintys plačiųjų linijų regionų? Klausimų, kaip matome, yra daugiau, nei atsakymų. Bet toks jau yra mokslo progresas – žengę žingsnį gilyn į mišką, pamatome dar daugiau ir įvairesnių medžių, kuriuos tyrinėdami galime praleisti dar ne vieną dešimtmetį.

Tyrimo rezultatai publikuojami Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Laisvai prieinamą versiją rasite arXiv.

Šią astronaujieną parašiau, nes turiu daug dosnių rėmėjų Patreon platformoje – ačiū jums! Jei manote, kad mano tekstai verti vieno-kito dolerio per mėnesį, mane paremti galite ir jūs.

Laiqualasse