Početkom 2023. jezgra galaksije NGC 1275 naglo je zasjala u rendgenskom području. Njezin se sjaj približno udvostručio u samo nekoliko dana, što je najsnažniji rendgenski bljesak dosad zabilježen u toj galaksiji.
Gotovo deset mjeseci poslije pojačalo se i radiozračenje istog izvora. Razmak od 296 dana mogao bi pokazati koliko je vremena potrebno da se promjena iz neposredne blizine supermasivne crne rupe prenese u njezin mlaz. Povezanost dvaju događaja još nije potvrđena, ali podudarnost astronomima daje jasan trag za buduća opažanja.
NGC 1275 nalazi se u središtu skupa Perzej, približno 230 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Materija koja pada prema supermasivnoj crnoj rupi zagrijava se i snažno zrači, a dio oslobođene energije usmjerava se u mlazove čestica. Oni prodiru u vrući plin između galaksija i u njemu stvaraju goleme šupljine.
Radioastronomi aktivnu jezgru NGC 1275 poznaju i pod oznakom 3C 84. Mlaz nije usmjeren izravno prema Zemlji, ali pogled prema središtu galaksije nije potpuno zaklonjen. Astronomi zbog toga mogu pratiti i zračenje iz blizine crne rupe i promjene koje nastaju u mlazu.
Dva desetljeća mjerenja otkrila su rekordni bljesak
Istraživači su analizirali 89 opažanja koja je NASA-in opservatorij Swift prikupio od 2007. do ožujka 2026. Njegova je prostorna razlučivost slabija od razlučivosti rendgenskog teleskopa Chandra, ali Swift istu galaksiju može promatrati mnogo češće. Time bilježi brze promjene koje bi se između dvaju povremenih opažanja lako izgubile.
Podaci nisu ravnomjerno raspoređeni: između nekih opažanja prolazile su godine, a mjerenja su i tijekom bljeska bila rijetka. Swift je mogao propustiti dio aktivnosti, no rekordno povećanje sjaja jasno se vidi u dostupnim podacima. Gušći raspored budućih mjerenja trebao bi pokazati koliko se takvi bljeskovi često pojavljuju.
Analizu je otežavao vrlo sjajan plin u skupu Perzej. Taj plin također zrači u rendgenskom dijelu spektra pa se na Swiftovim snimkama njegov sjaj preklapa sa signalom galaktičke jezgre. Istraživači su najprije modelirali taj stabilniji dio zračenja, a potom izdvojili promjene koje dolaze iz središta NGC 1275. Tipična pogreška u procjeni sjaja iznosila je oko tri posto.
Bljesak je počeo 21. veljače 2023. i trajao kraće od 60 dana. U tom su se razdoblju izdvojila najmanje dva snažna naleta, svaki dug približno pet dana. Tako brza promjena sjaja upućuje na to da je rendgensko zračenje nastalo u razmjerno malom području blizu crne rupe.
Autori su u radu prihvaćenom za objavu u časopisu The Astrophysical Journal Letters razmotrili i mogućnost da je crna rupa rastrgala zvijezdu koja joj se previše približila. Takav događaj može proizvesti snažan prolazan bljesak, no zabilježeni rast i slabljenje sjaja nisu odgovarali jednostavnim modelima plimnog razaranja zvijezde.
Vjerojatniji uzrok je nagla promjena dotoka materije
Rezultati više upućuju na naglu promjenu količine materije koja pristiže u akrecijski disk, disk užarenog plina oko crne rupe. U prilog takvu tumačenju idu oblik rendgenskog spektra, brze promjene sjaja i spektralna linija željeza. Autori ipak ne isključuju mogućnost da je dio rendgenskog zračenja nastao u udaljenijem dijelu mlaza.
Takvi mlazovi supermasivnih crnih rupa nastaju u blizini akrecijskog diska, dok se njihovo radiozračenje često opaža znatno dalje od središta galaksije. Promjena pokrenuta uz crnu rupu ne mora se zbog toga istodobno pojaviti u svim valnim duljinama.
Na frekvenciji od 43 gigaherca radioastronomi su zabilježili pojačanje 296 dana nakon početka rendgenskog bljeska. Poremećaju je možda trebalo gotovo deset mjeseci da od rendgenske korone oko crne rupe stigne do dijela mlaza vidljivog radioteleskopima. Druga je mogućnost da su oba signala nastala unutar mlaza, ali na različitim udaljenostima od crne rupe.
Jedan rendgenski događaj i naknadno pojačanje radiovalova nisu dovoljni za čvrst zaključak. Buduća opažanja trebala bi pokazati ponavlja li se isti redoslijed i pojavljuje li se radiozračenje redovito nakon sličnih rendgenskih bljeskova.
Mlazovi crne rupe mijenjaju okolni plin
Utjecaj crne rupe u NGC 1275 proteže se daleko izvan središta galaksije. Njezini mlazovi napuhuju goleme mjehure u vrućem plinu skupa Perzej i prenose energiju na velike udaljenosti. Time mogu usporiti hlađenje plina iz kojeg bi se inače rađale nove zvijezde.
Ako se slijed rendgenskog i radijskog pojačanja ponovi, vremenski razmak mogao bi otkriti udaljenost između područja u kojima nastaju dva signala. Usklađena, učestala opažanja u obje valne duljine tada bi astronomima omogućila da prate put energije od neposredne blizine crne rupe do plina koji ispunjava cijeli galaktički skup.
