|
Рост быстро вращающейся черной дыры
|
|
|
|
Астрономы получили самый четкий в истории рентгеновский спектр знаменитой активной галактики, позволяющий получить наиболее точное представление об экстремальных релятивистских эффектах, запечатленных в пространстве-времени вокруг сверхмассивной черной дыры.
|
|
|
|
Используя три мощных телескопа, предоставленных миссией XRISM Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA)/NASA, исследовательская группа, возглавляемая астрофизиком высоких энергий Лаурой Бреннеман из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, выделила широкую линию излучения железа и связанное с ней "отражение", которые указывают на быстро вращающийся объект. черная дыра. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.
|
|
|
|
Предыдущим рентгеновским спектральным наблюдениям не хватало разрешения, чтобы разделить различные характеристики излучения и поглощения в этом диапазоне энергий, но непревзойденное спектральное разрешение XRISM позволяет ученым исследовать ближайшее окружение черной дыры с беспрецедентной точностью, пояснили авторы.
|
|
|
|
"Астрофизические черные дыры обладают только двумя свойствами: массой и спином", - сказал Бреннеман. "Мы можем оценить их массы несколькими различными способами, но измерить их спины гораздо сложнее и требует сбора данных о газе, который обращается вокруг черной дыры непосредственно за горизонтом событий. Для сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик это лучше всего достигается путем получения рентгеновских спектров с высоким соотношением сигнал/шум и спектральным разрешением."
|
|
|
|
|
|
|
Астрономы давно подозревали, что значительная часть рентгеновских сигналов от галактики, известной как MCG–6-30-15 исходит от вещества, находящегося очень близко к центральной сверхмассивной черной дыре галактики, масса которой, по оценкам, примерно в 2 миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
|
|
|
|
Но в областях, расположенных так близко к горизонту событий сверхмассивной черной дыры, гравитация растягивает и деформирует свет в соответствии с теорией относительности Эйнштейна, объясняет Бреннеман, что затрудняет разделение этих световых сигналов.
|
|
|
|
Объединив результаты недавно введенного в эксплуатацию рентгеновского прибора XRISM "Resolve" со сверхвысоким разрешением и широкополосной мощностью XMM-Newton Европейского космического агентства и NuSTAR НАСА, ученые получили данные, которые позволили ученым отделить спектр вещества вблизи горизонта событий от линий излучения и поглощения, возникающих в более отдаленный газ.
|
|
|
|
Исследование подтверждает наличие характерной искривленной линии излучения железа в рентгеновском спектре, которая свидетельствует о том, что вещество вращается на экстремальных скоростях вблизи горизонта событий черной дыры, а не создается исходящими ветрами вдоль линии видимости галактики. Исследование предполагает, что быстро движущийся внутренний диск отражает примерно в 50 раз больше рентгеновских лучей, чем газовые облака, расположенные дальше.
|
|
|
|
Дальнейшие открытия и исследования в будущем
|
|
|
|
Сопутствующая публикация под руководством Дэна Уилкинса из Университета штата Огайо, недавно опубликованная в журнале Astrophysical Journal, основывается на этом исследовании, анализируя спектры в разное время на протяжении всего наблюдения. Полученные результаты подтверждают и уточняют результаты измерений быстрого вращения черной дыры и дают новое представление о свойствах короны - высокоэнергетической области непосредственно за пределами черной дыры, которая производит большую часть наблюдаемого нами рентгеновского излучения. Точная природа короны остается одной из самых интригующих загадок в астрофизике.
|
|
|
|
Бреннеман сказал, что теперь астрономы смогут использовать рентгеновский аппарат для проверки точности предыдущих измерений вращения черных дыр, выполненных с помощью рентгеновских спектров с более низким разрешением.
|
|
|
|
"Мы хотим вернуться назад и посмотреть на все источники, для которых у нас есть спектры с более низким разрешением, и понаблюдать за ними с помощью рентгеновского излучения, и сказать: "Хорошо, теперь, когда мы уверены, что можем выделить узкие и широкие особенности, насколько точными были наши предыдущие измерения спина?" - сказала она. объяснил.
|
|
|
|
По словам Бреннемана, полученные данные также выявили по меньшей мере пять различных "зон", в которых ветер распространяется наружу в качестве побочного продукта аккреции к черной дыре.
|
|
|
|
"Понимание этих ветров в дополнение к вращению черной дыры важно, потому что они могут рассказать нам о том, как галактики растут и эволюционируют, либо в основном за счет сбора газа, либо за счет слияния с другими галактиками и черными дырами", - сказал Бреннеман. - Таким образом, точное измерение этих двух величин дает нам целостное представление о симбиотических отношениях между сверхмассивными черными дырами и галактиками-хозяевами".
|
|
|
|
Источник
|
