При помощи двух телескопов – Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории и аппарата CFHT удалось наблюдать новый класс галактик, прозванный пока зеленой фасолью. В центрах таких галактик находятся огромные черные дыры, излучение которых и заставляет светиться всю галактику. Такая ситуация типична для галактик – в центре каждой есть сверхмассивная черная дыра, и если она получает хотя бы небольшую подпитку в виде газа, пыли, а иногда планет и звезд, то ее окрестности, в которых находится очень горячий, движущийся с огромными скоростями материал, производит излучение. Однако в некоторых галактиках черная дыра дремлет, и у нее видно почти только излучение звезд. Зеленая фасоль – противоположный случай, она вся светится благодаря черным дырам. В ней есть несколько областей, интенсивно сияющих, что явно не может объясняться звездами. Это свечение мы видим только благодаря черной дыре, которая, правда, сейчас (точнее, тогда, когда был испущен полученный нами свет) дремлет.

Открытие галактики принадлежит сотруднику обсерватории Джемини Мише Ширмеру. Просматривая изображения, полученные Канадско-франко-гавайским телескопом в поисках скоплений галактик, он обнаружил ярко-зеленый объект, по форме явно являющийся галактикой. Поскольку никогда раньше ни он, ни какой-либо другой астроном таких галактик не наблюдал (или это осталось в тайне), потребовались дополнительные наблюдения, для чего Ширмер подал заявку на наблюдательное время на Очень большом телескопе.

«Европейская южная обсерватория очень быстро предоставила мне специально выделенное наблюдательное время. Всего через несколько дней после подачи моей заявки странный объект уже наблюдался Очень большим телескопом, – говорит Ширмер. – Через десять минут после получения наблюдательных данных в Чили они уже были в моем распоряжении в Германии. Как только я понял, что наткнулся на какой-то действительно новый объект, я быстро изменил направление моих исследований касательного этого объекта». Сама галактика после наблюдения получила название J224024.1−092748. Расстояние до нее составляет 3.7 миллиарда световых лет.

После подтверждения зеленого объекта вторым телескопом, Ширмер предпринял поиск его аналогов, используя Слоановский обзор неба. В гигантском обзоре было найдено еще 16 похожих объектов, и все они затем наблюдались с помощью одного из телескопов обсерватории Джемини. Все 16 объектов также оказались галактиками, что позволило выделить их в отдельный, и очень редкий, класс. В среднем в кубе с ребром в 1.3 миллиарда световых лет в нашей Вселенной находится всего одна такая галактика. Класс галактик получил название зеленая фасоль, в первую очередь благодаря свету, а во вторую – благодаря аналогии с другим типом галактик – зеленым горошком. Это маленькие галактики, в которых очень бурно проходит процесс звездообразования. Этот тип галактик был открыт в 2007 году, и связи между ними нет. Зеленый горошек – малыши среди галактик, их средняя масса в 200 раз меньше массы Млечного пути, а вот зеленая фасоль – полноценные галактики, кажущиеся сложенными из своих меньших аналогичных собратьев.

Множество галактик имеют довольно активные черные дыры, поглощающие материю. Их аккреционные диски излучают свет, который ионизирует намного большую область, чем непосредственные окраины дыры. Даже для галактики с активным ядром эта область обычно не превышает десятой части размера всей галактики. Однако у J2240 и других ее собратьев-фасолин эта область намного больше и может занимать всю галактику. J2240 в этом плане не только первый открытый экземпляр класса, но и пока что наиболее яркий его представитель, в том числе и в прямом смысле этого слова – из фасолин она самая яркая и крупная. «Эти светящиеся области – невероятно удобная возможность изучить физику галактик. Все равно, что вставить медицинский термометр в далекую галактику, – говорит Ширмер. – Обычно эти области небольшие и неяркие, и видны только в близких галактиках. А в этих новооткрытых галактиках они такие огромные и яркие, что, несмотря на очень большие расстояния их можно наблюдать во всех деталях».

После начала исследования фасолин вскрылся удивительный факт. Черная дыра в центре J2240 совсем не так активна, как этого можно ожидать, если исходить из интенсивности свечения галактики. Чтобы это выяснить, пришлось проводить дополнительные измерения уже не в оптическом или близком к нему диапазоне. Галактика, наполненная газом и пылью, закрывает от нашего взора свечение материи в ее центре, около дыры. Поэтому потребовались инфракрасные наблюдения, позволяющие пробиться через пелену пыли. Скорее всего, ярчайшее зеленое свечение галактики отражает последствия тех процессов, которые протекали около дыры во время ее активности. Остаточное излучение постепенно проходит сквозь галактику, поддерживая ее газ в ионизованном состоянии, так что она светится и после того, как дыра прекратила свою трапезу.

По большому счету, зеленая фасоль не столько является отдельным классом галактик, сколько является очень редкой группой галактик, переживающих короткую фазу своей жизни – остановку активности черной дыры. Этим и объясняется редкость таких галактик, ведь остаточные эффекты свечения после прекращения поглощения материи быстро убывают и исчезают. В современной Вселенной такие галактики особенно редки, так как большая часть черных дыр поглощает материю не спеша. В молодой Вселенной, напротив, центры галактик были намного активнее, зачастую производя в 100 раз больше световой энергии, чем все звезды в галактике вместе взятые. Вопрос остановки этой деятельности пока что открыт, а галактики-фасолины дают первую возможность взяться за эту задачу, выйдя за рамки теоретических выкладок.