«Внешние области газа ионизируются сверхмассивной черной дырой, что приводит к появлению этого эха», — сказал Шапиро, выступая 20 марта на Глобальном физическом саммите Американского физического общества (APS) 2025 года.

17-летний Шапиро учится в Дальтонской школе в Нью-Йорке. Но в перерывах между занятиями и поиском потенциальных колледжей он также является независимым астрономом, который выступает с докладами на всемирных конференциях, таких как встреча APS на этой неделе.

Изначально Шапиро начал изучать обзор DECaPS2 — перечень южной галактической плоскости, составленный камерой Dark Energy Camera Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили, — чтобы найти обломки взорвавшихся звезд в остатках сверхновых и планетарных туманностях.

Но, наведя на один из таких объектов, он обнаружил, что его структура не совпадает ни с характерными для остатков сверхновых нитями, ни с признаками сверхновой в его центре. «Наткнуться на это было настоящим сюрпризом», — рассказал Шапиро в интервью Live Science.

Объект, который, по его мнению, является световым эхом, находится в поле потенциальных сверхмассивных черных дыр. Используя измерения Южноафриканского большого телескопа, он обнаружил высокое содержание кислорода и ионизированной серы, высыпанных в область, — оба показателя шокированного материала. Все эти признаки указывают на то, что объект является послесвечением ныне спящей черной дыры, которая когда-то извергала излучение, ионизирующее окружающий газ, заставляя его излучать свет даже после того, как черная дыра затихла.

Эпическое эхо

По оценкам Шапиро, диаметр светового эха составляет от 150 000 до 250 000 световых лет — примерно в полтора-два раза больше ширины всей галактики Млечный Путь. И если его оценки оправдаются, то, по его мнению, этот объект может стать кандидатом на звание самого большого светового эха из когда-либо обнаруженных.

«Этот объект занимает большую площадь в небе, что немного облегчает получение подробных изображений», — говорит Шапиро.

По словам Саши Плавина, исследователя черных дыр из Гарвардского университета, который не принимал участия в исследовании, эхо, подобное тому, которое обнаружил Шапиро, может помочь нам узнать больше о том, как черные дыры ведут себя в сердце галактик.

«Мне очень нравится, как тщательно [Шапиро] изучал эти изображения», — сказал Плавин в интервью Live Science. «Такие галактические события всегда вызывают интерес, и я думаю, что эти эхо-сигналы — отличный способ их изучения».

Плавину также интересно посмотреть, как это новое световое эхо соотносится с другими — происходит ли оно быстрее или медленнее, чем существующие примеры. «Помещение этого открытия в более широкий контекст может быть полезным в будущем», — сказал он.

Продолжая изучать светлое эхо, Шапиро надеется узнать больше о его составе с помощью измерений различных его областей. А пока он с удовольствием продолжает вносить свой вклад в науку о черных дырах — пусть и случайно.

«Мое участие в этой области исследований стало для меня некоторой неожиданностью», — сказал он. «Но я надеюсь, что этот объект, в частности, поможет расширить знания о деятельности галактик, о которой мы не слишком хорошо осведомлены».

Шапиро планирует продолжить изучение обнаруженного светового эха, стремясь более детально определить его состав посредством анализа различных областей. Он намерен использовать спектроскопические измерения, чтобы выявить элементы и их ионизационное состояние, что позволит уточнить модель взаимодействия черной дыры с окружающим газом.

Кроме того, Шапиро намерен сравнить характеристики найденного светового эха с данными о других подобных объектах, чтобы выявить общие закономерности и различия в их формировании и эволюции. Это позволит лучше понять механизмы взаимодействия сверхмассивных черных дыр с галактическим окружением и их влияние на процессы звездообразования и эволюции галактик.

Открытие Шапиро является важным шагом в изучении «спящих» черных дыр и их влияния на галактики. Его работа демонстрирует потенциал молодых ученых в астрономии и важность использования общедоступных данных для научных открытий.

Результаты исследования Шапиро были представлены на Глобальном физическом саммите Американского физического общества, где вызвали большой интерес среди астрономов. Его работа получила высокую оценку за тщательный анализ данных и значимость для понимания эволюции галактик.