Пятница, 24 января 2020 14:12

УЧЕНЫЕ ВПЕРВЫЕ НАБЛЮДАЛИ, ЧТО ПРОИСХОДИТ В ОКРЕСТНОСТЯХ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ

Так в представлении художника выглядят окрестности черной дыры IRAS 13224–3809, питающейся потоком газа

Ученые впервые смогли изучить детальное строение ближайшей зоны окружения черной дыры. Для этого они использовали метод рентгеновской реверберации. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Черные дыры - космические объекты огромной плотности, поглощающие свет. Поэтому наблюдать их напрямую невозможно, но можно исследовать эти загадочные объекты, наблюдая за тем, как ведет себя материя, которая приближается и падает в них.

Когда материал движется по спирали к черной дыре, он нагревается до огромных температур в миллионы градусов и излучает рентгеновские лучи, которые, в свою очередь, отражаются частицами газопылевого облака, окружающего дыру.

Астрономы из Европейского космического агентства ESA с помощью рентгеновской обсерватории космического телескопа XMM-Newton впервые смогли использовать отражающиеся эхо-сигналы этого излучения для регистрации динамического состояния среды, окружающей черную дыру.

Ученые говорят, что этот метод, называемый реверберационным картированием, чем-то похож на эхолокацию, когда звуковые реверберации информируют нас о форме и структуре трехмерного пространства. Космическая эхолокация позволяет ученым "увидеть" невидимые элементы окружения черных дыр.

"Мы можем наблюдать, как эхо-сигналы рентгеновского излучения распространяются в окрестностях черной дыры в зависимости от геометрии области и состояния вещества", - приводятся в пресс-релизе ESAслова первого автора статьи астрофизика Уильяма Олстона (William Alston) из Кембриджского университета.

Для детального изучения исследователи выбрали сверхмассивную черную дыру в активном центре галактики IRAS 13224-3809, расположенной в созвездии Центавра на расстоянии около одного миллиарда световых лет от Солнца.

Они проанализировали данные реверберационного картирования, выполненного XMM-Newton за период с 2011 по 2016 годы. За это время IRAS 13224-3809 была захвачена космическим телескопом на 16 орбитах, а суммарное время наблюдений составило 23 суток.

Эта галактика является одним из самых изменчивых космических источников рентгеновского излучения. Ее вспышки "подсвечивают" окружающие скопления материи, что позволило ученым заглянуть в окрестности черной дыры и рассмотреть пульсацию ее "короны".

Исследователи увидели, как закручивающийся в спираль материал перед входом в черную дыру собирается в диск. Над этим диском находится область очень горячих электронов с температурой около миллиарда градусов, которая называется короной. Астрономы наблюдали в короне вспышку мощного рентгеновского излучения, когда яркость короны изменилась в 50 раз всего за несколько часов. Более того, обнаружилось, что синхронно с такими вспышками меняется и размер короны.

"По мере изменения размера короны световое эхо меняется, как если бы вы громко разговаривали в соборе, а его потолок двигался вверх и вниз, изменяя звучание вашего голоса, - объясняет Алстон. - Отслеживая световое эхо, мы не только следим за изменениями короны, мы можем гораздо точнее оценить значения массы и параметров вращения черной дыры, чем если бы мы наблюдали корону, не меняющуюся в размерах".

Исследователи надеются использовать тот же метод для картирования черных дыр в других галактиках. Измерение массы, скорости вращения и аккреции большой выборки черных дыр является ключом к пониманию гравитации во всем космосе, а также углублению знаний о том, как галактики образуются и развиваются с течением времени.

Уже сейчас сотни сверхмассивных черных дыр находятся в пределах досягаемости XMM-Newton. Еще больше их появится в поле зрения астрономов, когда в 2031 году на смену ему будет запущен новый космический телескоп "Афина" с чувствительностью в 100 раз больше, чем у XMM-Newton.

РИА Новости, Москва, 22 января 2020