Черная дыра сбросила корону

Наука
наука, космос, черная дыра, NASA

Известно, что черная дыра втягивает в себя объекты вследствие своей огромной гравитационной силы. Наблюдают этот процесс на примере черной дыры по имени Маркарян 335 (Mrk 335) в центре галактики Млечного пути. К ней отправили два телескопа NASA – Swift и Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Присланные снимки зафиксировали потрясающее явление: закручивающийся под действием гравитации газ втягивается в черную дыру и под влиянием высоких температур начинает светиться.

Супермассивные черные дыры вызывают вспышки, природа которых раньше оставалась загадкой для ученых. Более детальное наблюдение, ставшее возможным благодаря двум телескопам, показало, что сама черная дыра ничего не излучает, однако окружающая ее материя и втягиваемые газы под воздействием высоких температур выделяют рентгеновские лучи (Х – лучи), которые и вызывают свечение, известное как корона.

«Ламповая» конфигурация короны испускает компактный свет, как электрическая лампочка. Свет распределяется перед и за черной дырой под углом ее вращения – как раз черная дыра Маркарян 335 и продемонстрировала во всех деталях особенности движения короны. Выбросы Х – лучей и гамма – лучей зафиксированы в центре галактики в направлении созвездия Пегаса.

«Странность мы заметили в 2007 году, когда Маркарян 335 была затуманена фактором 30. Мы обнаружили, что она продолжает извергать излучение, однако не достигла яркости свечения, зафиксированного ранее»,  –  говорит Луиджи Галло (Luigi Gallo), главный исследователь проекта в университете Святой Марии. Его коллега, Дерк Груп (Dirk Grupe) из университета Morehead State University в Кентукки, наблюдал за черной дырой с 2007 года через телескоп Swift. 

В сентябре 2014 – го Swift зафиксировал мощный выброс. Галло сделал запрос команде, управлявшей другим телескопом NASA, переориентироваться на черную дыру Mrk 335. Через восемь дней телескоп NuSTAR настроился на наблюдение за черной дырой в режиме Х – излучения и собрал информацию о финальной части знакового события – большой вспышке. После анализа данных ученые пришли к выводу, что они стали свидетелями извержения, окончательного коллапса короны, окружавшей черную дыру.

«Корона сначала втянулась, а затем ее выбросило вперед, как струю пламени,  –  рассказывает Дэн Уилкинс (Dan Wilkins). – Мы все еще не знаем, как формируются вспышки в черных дырах, однако это было захватывающее зрелище: как корона формирует базу вспышки до своего коллапса».

Как исследователи определили движение короны? По цвету Х – излучения, отличающемуся от света, испускаемого диском вблизи самой черной дыры. Анализ спектра показал, что частицы, испускающие Х – лучи, светятся ярче, поскольку движутся быстрее – на 20% опережая скорость света. Когда происходит такое ускорение и корона разворачивается в нашем направлении, свет становится ярче – явление, известное как релятивистский эффект Допплера.

Суммируя все данные, можно утверждать, что Х – лучи, исходящие из черной дыры, были вызваны на самом деле извергающейся короной.

«Благодаря современным телескопам мы можем изучать размер короны, ее структуру, наблюдать драматические изменения в ее жизни – а раньше все это было загадкой»,  –  говорит участник проекта Файона Харрисон (Fiona Harrison), главный исследователь на телескопе NuSTAR в Калифорнийском институте технологий в Пасадене.

Все еще много загадок остались без ответов – например, ученые не могут сказать, что именно становится первопричиной извержения короны.

 

via NASA
фото
NASA/JPL-Caltech

фото NASA/JPL-Caltech

 фото NASA/JPL-Caltech

 фото NASA/JPL-Caltech