|
Сверхмассивная черная дыра испускает странные импульсы
|
|
|
|
Далекая сверхмассивная черная дыра, таинственная 1ES 1927+654, испускает рентгеновские импульсы, не похожие ни на что ранее зарегистрированное, что, по предположению астрономов Массачусетского технологического института, является результатом космического уравновешивания.
|
|
|
|
Ученые были очарованы этой конкретной черной дырой в течение многих лет после того, как в 2018 году астрономы наблюдали странное явление. Команда Массачусетского технологического института, ответственная за открытие, сообщила о своих результатах на 245-м заседании Американского астрономического общества в Нэшнл-Харбор, штат Мэриленд.
|
|
Необычное поведение черной дыры
|
|
|
|
Черная дыра 1ES 1927+654, расположенная на расстоянии ста миллионов световых лет от нас, имеет массу миллиона солнц. Вращающаяся раскаленная добела плазма его короны находилась под пристальным вниманием Массачусетского технологического института и других учреждений в 2018 году, когда эта корона таинственным образом исчезла и медленно восстанавливалась в течение нескольких месяцев. До этого астрономы никогда не наблюдали появление и исчезновение короны, которая в конечном итоге на какое-то время превратилась в самый яркий объект на небе, излучающий рентгеновские лучи.
|
|
|
|
“Он по-прежнему был чрезвычайно ярким, хотя в течение пары лет не производил ничего нового и как бы "булькал". Но мы чувствовали, что должны продолжать наблюдать за ним, потому что это было так красиво”, - сказала соавтор Эрин Кара, доцент физики Массачусетского технологического института. “Затем мы заметили нечто, чего никто раньше не видел”.
|
|
|
|
|
|
|
Взгляд в пространство
|
|
|
|
Космические платформы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба и другие, в последние годы расширили доступ ученых к космическим данным, что привело к быстрому углублению наших представлений о Вселенной. Среди них космическая обсерватория Европейского космического агентства XMM-Newton регистрирует рентгеновское излучение от экстремальных космических источников, таких как черные дыры, нейтронные звезды и скопления галактик.
|
|
|
|
Когда команда Массачусетского технологического института проанализировала данные XMM-Newton, они обнаружили нечто интригующее: рентгеновские лучи черной дыры, казалось, пульсировали с возрастающей частотой.
|
|
|
|
“Эти новые детекторы предназначены для обнаружения колебаний в масштабе минут, так что эта система черных дыр находится в самом выгодном положении”, - объяснила соавтор Эрин Кара, доцент физики Массачусетского технологического института.
|
|
|
|
Астрономы Массачусетского технологического института наблюдали за новым и необычным поведением 1ES 1927+654 в течение последних двух лет. В течение этого периода рентгеновские лучи испускались из черной дыры с возрастающей скоростью, увеличившись с каждых 18 минут до почти семи минут. Как и в случае с "потерянной и найденной короной", это первый случай, когда наблюдатели заметили быстрое увеличение скорости рентгеновских вспышек от черной дыры.
|
|
|
|
“Мы никогда не видели такой резкой изменчивости скорости, с которой она вспыхивает”, - говорит Мастерсон. “Это абсолютно не похоже на обычную черную дыру”.
|
|
Гипотезы о черных дырах
|
|
|
|
“Одна из идей заключается в том, что эта корона колеблется, возможно, раскачивается взад-вперед, и если она начинает сжиматься, то эти колебания ускоряются по мере уменьшения масштаба”, - прокомментировала Меган Мастерсон, аспирантка по физике Массачусетского технологического института, которая была одним из руководителей открытия. “Но мы находимся на очень ранних стадиях понимания корональных колебаний”.
|
|
|
|
Астрономы Массачусетского технологического института выдвинули множество гипотез, объясняющих странное поведение, прежде чем остановились на вращающемся белом карлике, масса которого составляет десятую часть массы Солнца и который вращается вокруг короны черной дыры, постепенно приближаясь к ней, но сохраняя равновесие на краю. Вспышка, происходящая в рентгеновском диапазоне, указывает на то, что источник, вероятно, находится в очень непосредственной близости от черной дыры.
|
|
|
|
Внутренние области черной дыры представляют собой среду с невероятно высокой энергией, в результате чего вероятность получения рентгеновских лучей на больших расстояниях ниже, чем в более холодной области аккреционного диска, которая обычно излучает оптический и ультрафиолетовый свет вместо рентгеновских лучей. По оценкам, это близкое расстояние до черной дыры составляет всего несколько миллионов миль от горизонта событий.
|
|
|
|
“Это было бы самое близкое расстояние, которое мы знаем о какой-либо черной дыре”, - сказал Мастерсон. “Это говорит нам о том, что такие объекты, как белые карлики, могут находиться очень близко к горизонту событий в течение относительно длительного периода времени”.
|
|
Жесткий баланс
|
|
|
|
Ожидается, что сверхмассивная черная дыра испускает гравитационные волны, которые притягивают любой объект, приближающийся к ней так близко. Чем ближе она становится, тем быстрее движется белый карлик, что может объяснить увеличение частоты рентгеновских колебаний.
|
|
|
|
Эти несколько миллионов миль представляют собой быстро приближающуюся пропасть, из которой нет возврата, однако команда Массачусетского технологического института считает, что белый карлик избежит падения в космическую пасть. Когда гравитация черной дыры притягивает звезду вперед, она сбрасывает свой внешний слой, снова отталкивая дыру.
|
|
|
|
“Поскольку белые карлики маленькие и компактные, их очень трудно разделить на части, поэтому они могут находиться очень близко к черной дыре”, - говорит Кара. “Если этот сценарий верен, то этот белый карлик находится как раз в точке разворота, и мы можем увидеть, как он удаляется еще дальше”.
|
|
Наблюдения за черными дырами будут продолжены
|
|
|
|
Команда Массачусетского технологического института продолжит свои наблюдения, и хотя существующие телескопы обеспечили основу для этих открытий, астрономы с нетерпением ожидают новых технологических достижений, которые позволят еще больше расширить возможности их наблюдений.
|
|
|
|
Космическая антенна лазерного интерферометра НАСА (LISA), космический детектор гравитационных волн, запуск которого запланирован на середину 2030-х годов, занимает первое место в их списке. Волны, излучаемые системой, идеально расположены в диапазоне, который инженеры LISA разработали для мониторинга.
|
|
|
|
“Единственное, чему я научился, работая с этим источником, - это никогда не прекращать его просматривать, потому что он, вероятно, научит нас чему-то новому”, - говорит Мастерсон. “Следующий шаг - просто держать глаза открытыми”.
|
|
|
|
Источник
|
