Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.08.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Корона чёрной дыры может быть источником мощных рентгеновских вспышек

Корона чёрной дыры может быть источником мощных рентгеновских вспышек
shortstoryf

Изменчивое и странное поведение чёрных дыр, как и сами эти таинственные объекты, давным-давно озадачивают учёных. Но благодаря последним открытиям в области астрофизики эти странности стали немного яснее. И не последнюю роль в этом играют орбитальные обсерватории «Свифт» и NuSTAR. Эти два космических телескопа сумели обнаружить чёрную дыру в самый момент извержения света в форме рентгеновского излучения. Это событие снова обращает внимание астрономов на давнишнюю задачку: как чёрные дыры способны вспыхивать? Полученные результаты предполагают, что сверхмассивные чёрные дыры испускают рентгеновские лучи в тот момент, когда их корона — область пространства вокруг чёрной дыры, которая является источником чрезвычайно сильных энергетически частиц — отодвигается достаточно далеко от самой чёрной дыры.

«Это впервые, когда мы были в состоянии связать момент времени улёта короны со вспышкой чёрной дыры. Мы считаем, что именно эта информация поможет нам понять то, как сверхмассивные чёрные дыры способны энергетически накачивать и создавать самые яркие объекты во Вселенной», — Дэн Вилкинс из университета Сейнт Мэри в Галифаксе.

Ясно, что сверхмассивные чёрные дыры не могут испускать свет сами по себе, но они могут быть окружены дисками горячего, раскалённого вещества. Гравитационная сила этой области космического пространства затягивает в себе циркулирующий газ, нагревая материю ещё больше и заставляя её лучить во всевозможных диапазонах электромагнитного спектра. Но есть и другой источник радиационного излучения в области чёрной дыры — её корона. Корона состоит из самых энергетически сильных частиц, которые светят в рентгеновском диапазоне, но детали их внешнего вида и то, как они формируются, до сих пор неясны.

Чёрная дыра корона

На этой иллюстрации показано то, как происходит формирование джета в короне чёрной дыры. Астрофизики пока не могут понять, как и что формирует это явление, но с уверенностью утверждают, что именно этот процесс ведёт к существенному увеличению мощности рентгеновского излучения, которое фиксируется орбитальными телескопами. Источник: NASA/JPL-Caltech

Астрономы полагают, что у корон есть две вероятные конфигурации. Одна из них названа моделью «фонарного столба», которая говорит о том, что корона в этом случае является компактным источником света, наподобие лампочек, которые расположились выше и ниже чёрной дыры вдоль её оси вращения. Другая модель предполагает, что корона имеет более протяжённую конфигурацию, что-то типа большого облака вокруг чёрной дыры. Такая модель названа «бутербродом», он окутывает окружающий аккреционный диск с двух сторон как куски хлеба. Но, фактически, может существовать и такая ситуация, при которой корона чёрной дыры может переходить из одного состояния в другое.

Сразу скажу, что проведённые исследования склоняют чашу весов в пользу модели «фонарного столба», а использование новейшего анализирующего оборудования позволило продемонстрировать мельчайшие детали этих «лампочек». Сам процесс наблюдения начался тогда, когда «Свифт», контролирующий небо с целью поиска рентгеновских и гамма вспышек, зафиксировал гигантский выброс, исходящий из сверхмассивной чёрной дыры под названием Markarian 335 или Mrk 335, которая расположилась на расстоянии 324 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Пегаса. Эта чёрная дыра, расположившаяся в центре галактики, в то время была самым ярким источником рентгена во всём небе.

«Но что-то очень странное произошло в 2007 году, когда светимость Mrk 335 резко уменьшилась в 30 раз. Впоследствии мы обнаружили, что из чёрной дыры продолжают вырываться вспышки, но все они не могут достигнуть той яркости и стабильности, которые мы наблюдали прежде».

После этого, научное сообщество с помощью аппарата «Свифт» с 2007 года взяло этот объект под постоянный контроль. И вот, удача! В сентябре 2014 была зафиксирована ещё одна вспышка объекта Mrk 335. Как только её обнаружили, то немедленно была передана просьба научной группе телескопа NuSTAR приступить к реализации «программы возможности», которая позволяет прерывать текущие рутинные исследования, чтобы наблюдать критически важные события. Спустя восемь дней обсерватория NuSTAR уже смотрела на эту чёрную дыру, засвидетельствовав заключительную половину жизни этой вспышки. После тщательного всестороннего анализа данных астрономы поняли, что наблюдали выброс и, возможно, последующий коллапс короны чёрной дыры.

«Корона немного сконцентрировалась, уплотнилась и затем выстрелила как джет. Мы всё ещё не знаем, как формируются эти релятивистские струи, но, вполне возможно, что именно корона начала их формировать прежде, чем коллапсировать».

Но как исследователи смогли указать на то, что корона перемещается? Корона испускает рентгеновское излучение, у которого существует немного различающиеся спектры по сравнению с тем излучением, которое испускает диск вокруг самой чёрной дыры. Можно сказать, что это своеобразные рентгеновские цвета, как радуга у видимого излучения. Анализируя рентгеновские спектры от Mrk 335 по всему доступному диапазону для «Свифта» и NuSTAR, исследователи смогли сказать, что излучение короны стало ярче, и это увеличение яркости произошло именно из-за её движения. Корона чёрной дыры может перемещаться с очень большой скоростью. Так, например, у Mrk 335 она движется, согласно учёным, со скоростью приблизительно составляющей 20 процентов скорости света. Когда это происходит, и корона устремляется в нашем направлении, то возникает релятивистский эффект допплеровского излучения, при котором модифицируется видимая светимость излучающего объекта, движущегося на околосветовых скоростях. Объединив всю эту информацию вместе, удалось установить, что рентгеновская вспышка от этой чёрной дыры была вызвана именно движением короны.

По информации Королевского астрономического общества.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google