Получен всесторонний рентгеновский снимок активного ядра в галактике NGC 4258

Анализируя данные от четырех космических обсерваторий, европейские астрономы представили полный и тщательный рентгеновский снимок активного галактического ядра в соседней спиральной галактике, известной как NGC 4258. Результаты недавнего исследования, препринт которых был опубликован 16 мая 2022 года на ресурсе arXiv.org, пролили больше света в природу этой галактики. 

Активные ядра галактик (АЯГ) - это в больших объемах аккрецирующие окружающее вещество сверхмассивные черные дыры (СМЧД), находящиеся в галактических центрах. Они излучают мощное высокоэнергетическое излучение по мере поглощения газа и пыли. 

Эти ядра могут испускать струи, имеющие преимущественно цилиндрическую, коническую или параболическую форму, которые наблюдаются даже в мегапарсековых масштабах. На расстоянии около 24,7 миллионов световых лет от Земли в центре NGC 4258 находится одно из ближайших активных ядер галактик. В 1984 году были обнаружены водяные мазеры, вращающиеся вокруг этого АЯГ, что сделало NGC 4258 самым чистым свидетельством существования внегалактических сверхмассивных черных дыр. Дальнейшее исследование этих мазеров выявило субпарсековый молекулярный пылевой диск с кеплеровским вращением вокруг центральной массы около 40 миллионов масс Солнца. 

АЯГ в NGC 4258 также интересует астрономов из-за его особенно низкой болометрической светимости. Они предположили, что это может быть связано либо с низкой скоростью аккреции, либо с радиационно неэффективным аккреционным потоком. Несмотря на то, что в нескольких предыдущих исследованиях изучалась природа аккреционного потока в NGC 4258, она по-прежнему остается загадочной. 

Поэтому группа астрономов во главе с Альберто Мазини (Alberto Masini) из Международной школы перспективных исследований в Триесте (Италия), всесторонне изучила рентгеновские свойства NGC 4258, чтобы больше о ее аккреционном потоке и долгосрочной эволюции. Для этого они проанализировали архивные наблюдения данной галактики, проведенные космическими телескопами Chandra, Swift, NuSTAR и XMM-Newton. 

«Полученные результаты затем дополняются другими данными из литературы (примерно за 1993–2000 годы), чтобы получить полное и тщательное рентгеновское изображение близлежащего неяркого АЯГ, охватывающее период в 23 года наблюдений», — пояснили исследователи. 

Исследование показало, что рентгеновские свойства АЯГ в NGC 4258 изменились с годами. Результаты предполагают, что это изменение было вызвано двумя факторами изменения плотности поглощающей колонки, вероятно, связанными с пыльным диском мегамазера, и собственными изменениями в излучении центральной сверхмассивной черной дыры.

Короткая временная шкала изменчивости, наблюдаемая при помощи телескопа NuSTAR, указывает на то, что вариации могут быть связаны с изменениями скорости аккреции, что, в свою очередь, связано со скоростью выделения энергии в короне. 

Астрономы отметили, что изменчивость скорости аккреции также может объяснить долгосрочное уменьшение собственной светимости, наблюдаемое для этого АЯГ. Более того, вариации фотонного индекса и светимости, по-видимому, следуют двум законам. Первый наблюдается, когда источник ярче некоторого критического значения коэффициента Эддингтона в рентгеновском масштабе — тогда явной тенденции не видно. Второй был идентифицирован при более низкой скорости аккреции, поскольку, по-видимому, существует антикорреляция между двумя величинами, что предполагает переход между горячими и холодными состояниями аккреции. 

В целом авторы статьи пришли к выводу, что средние спектральные свойства NGC 4258 типичны для слабосветимой затемненной сейфертовской галактики типа II с фотонным индексом в диапазоне 1,6–2,2.

Ранее сообщалось о том, что космический телескоп Hubble эффектно запечатлел галактику Маленькое Сомбреро (NGC 7814).