28.11.2013 | Наука

Крошечная черная дыра испускает нехарактерный для себя свет

Когда чёрная дыра притягивает материю, сила трения разогревает газ, закручивающийся в спирали, до очень высоких температур. Вследствие этого от объектов исходит рентгеновское излучение.

Оно доходит до Земли даже от самых отдалённых погибших звёзд. Астрофизики заметили, что некоторые источники рентгеновского изучения оказываются намного более яркими, чтобы быть обычными чёрными дырами, образовавшимися вследствие коллапса старой звезды. Они, скорее, напоминают зародыши сверхмассивных чёрных дыр, которые есть в центре большинства известных нам галактик.

Цзи-Фэн Лю (Ji-Feng Liu), астрофизик из Китайской академии наук, вместе со своими коллегами изучал чёрную дыру промежуточной массы с кодовым названием M 101 ULX-1. Она удалена от Земли на 21 световой год и находится в галактике Вертушка, наблюдаемой в созвездии Большой Медведицы.

Исследователи сообщают в пресс-релизе обсерватории Джемини, что масса этого объекта соотносится с массой средней звезды, но остальные его свойства бросают вызов современным теориям формирования чёрных дыр.

M 101 ULX-1 периодически испускает мощное рентгеновское излучение, которое приблизительно на порядок ярче, чем можно было бы ожидать от обычной чёрной дыры. Поскольку такие вспышки носят нерегулярный характер, Лю и его команда решили пристально понаблюдать за объектом в "тихие" периоды, а также рассмотреть свет близлежащей звезды-компаньона с целью определить массу чёрной дыры.

Учёные измерили гравитационный сдвиг в траектории движения звезды, и поняли, что масса чёрной дыры должна быть всего в 20-30 раз больше солнечной. А значит, яркость её излучения явно не соотносится с массой.

Результаты последующих этапов исследования окончательно запутали астрофизиков. Теоретические модели аккреции предсказывают, что небольшая чёрная дыра, коей и является M 101 ULX-1, должна излучать ультраяркие рентгеновские лучи "жёсткого" спектра, то есть корона вокруг диска аккреции будет испускать высокоэнергетические фотоны.

Но свет, который увидели астрономы при наблюдении за M 101 ULX-1, демонстрирует только "мягкую" часть рентгеновского излучения, что типично для очень массивных чёрных дыр, которые собирают материю в более спокойном темпе.

"Люди изучают рентгеновское излучение чёрных дыр на протяжении полувека. Но обнаруженный нами космический объект не соответствует ни одной ранее описанной модели", — удивляется Лю.

Коллеги китайских учёных, не принимавшие участия в исследовании, говорят, что верить в данном случае нужно только измерениям массы чёрной дыры.

"Когда некая космическая система испускает очень яркое излучение, не всегда очевидно, что красное и синее смещение представляет радиальную скорость звезды-компаньона, а не описывает свойства близлежащих облаков газа", — говорит астрофизик Эндрю Кинг (Andrew King) из университета Лестера в Великобритании.

Авторы данного исследования попытались найти разумное объяснение феноменальной природе M 101 ULX-1. Они предполагают, что столь высокая яркость рентгеновских лучей может быть обусловлена тем, что чёрная дыра поглощает горячий звёздный ветер, испускаемый близлежащей звездой, которая относится к классу Вольфа-Райе. Атмосферы таких светил имеют в несколько раз меньше водорода, чем гелия. Это довольно редкое явление, но в данном случае звёздный гелий образует диск вокруг чёрной дыры и ионизируется, вследствие чего появляются внезапные вспышки нехарактерно мощного рентгеновского излучения.

Стоит отметить: данное объяснение, изложенное в статье в журнале Nature, опровергает гипотезу о том, что некоторые чёрные дыры промежуточной массы могут быть зародышами сверхмассивных чёрных дыр. Объект M 101 ULX-1 был наиболее подходящим под эту теоретическую модель.

Поиски подобных погибших звёзд продолжаются, и астрофизикам ещё предстоит пересмотреть свои убеждения об эволюции и природе чёрных дыр.

Вести.Ru

Фотогармошка 300х250
Аккерманская крепость
Адвокат