29.06.2015 | Наука

Гигантская черная дыра Млечного Пути проснулась после 26 лет сна

12 июня 2015 года астрономы обратили свой взгляд на двойную систему V404 Лебедя, в которой чёрная дыра и звезда вращаются друг вокруг друга.

Иллюстрация ESA/ATG medialab

Эта система расположена в нашей галактике Млечный Путь, на расстоянии в почти 8 тысяч световых лет от Земли в созвездии Лебедя.

В этой необычной двойной системе потоки материи текут от звезды к чёрной дыре. На границе дыры материя разогревается, что приводит к появлению яркого свечения в оптическом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах прежде, чем материя будет поглощена чёрной дырой. Последний раз активность V404 Лебедя была зафиксирована в 1989 году. Тогда его засёк японский спутник Ginga и высокоэнергетические инструменты на борту космической станции "Мир".

Первые признаки возобновления деятельности системы были обнаружены телескопом Swift. Выглядело это как внезапный всплеск гамма-лучей. После этого учёные начали наблюдения с помощью рентгеновского телескопа. Вскоре часть японского экспериментального модуля на МКС под названием MAXI начала наблюдения за рентгеновскими вспышками.

Отметим, что рентгеновские лучи и гамма-лучи нередко указывают астрономам на самые необычные явления во Вселенной, среди которых взрывы звёзд, массивные чёрные дыры, питающиеся своим окружением.

По этой причине первые обнаружения привлекли массовое внимание со стороны астрономов всего мира, которые обратили на V404 Лебедя наземные телескопы и космические обсерватории, работающие на разных длинах волн электромагнитного спектра. Орбитальная гамма-обсерватория Европейского космического агентства (ЕКА) Integral начала мониторинг чёрной дыры 17 июня 2015 года.

Обсерватория Integral на протяжении недели наблюдала необыкновенно высокоэнергетические световые всполохи, генерируемые чёрной дырой, которая пожирает материал, стягиваемый со звёзды-компаньона.

"Сейчас этот источник ведёт себя достаточно необычно. Яркие вспышки излучения происходят почти ежечасно, что редко можно наблюдать в других системах с чёрной дырой, – комментирует Эрик Куулкерс (Erik Kuulkers), один из участников проекта. – В эти моменты объект становится необычайно ярким в рентгеновском диапазоне, до пятидесяти раз ярче Крабовидной туманности, которая при рентгеновском и гамма-излучении выше 30 кэВ считается сильнейшим постоянным источником подобного излучения в нашей галактике".

"Астрономическое сообщество взбудоражено. Многие из нас ещё не были профессиональными астрономами в 1989 году, да и инструменты, доступные в те времена, не идут ни в какое сравнение с современной флотилией космических телескопов и обширной сетью наземных обсерваторий, – добавляет Куулкерс. – Такой шанс, безусловно, выпадает лишь однажды во время профессиональной карьеры".

Добавим, что всплеск активности V404 Лебедя, произошедший в 1989 году, стал переломным этапом в изучении чёрных дыр. До тех пор астрономы, по сути, знали лишь несколько объектов, которые, вероятно, могли оказаться чёрными дырами, а V404 Лебедя был одним из самых убедительных кандидатов.

Через пару лет после вспышки источник вернулся к состоянию покоя, и астрономы смогли разглядеть его звезду-компаньона, которую активное сияние попросту затмевало. Звезда оказалась примерно в полтора раза массивнее Солнца. Изучение движения двух объектов двойной системы относительно друг друга и позволило определить, что спутник является чёрной дырой, массивнее Солнца примерно в 12 раз.

Тогда же астрономы подняли архивные данные оптических телескопов XX века и обнаружили свидетельства двух предыдущих вспышек — в 1938 году и в 1956-м. Эти пики активности, которые происходят каждые 2-3 десятилетия, скорее всего объясняются тем, что материал накапливается на границе диска чёрной дыры, а затем достигает критической точки и тогда начинается активная фаза, которая в объективе высокоэнергетических телескопов похожа на красочное световое шоу.

"Теперь, когда этот объект вновь проснулся, мы готовы узнать больше о возникновении необычной вспышки", – комментирует Карло Ферриньо (Carlo Ferrigno) из Центра научных данных Integral при Женевском университете.

С тех пор как 15 июня первая вспышка была обнаружена спутником Swift, V404 Лебедя оставалась крайне активна, а астрономы в буквальном смысле слова не могли оторвать от неё взгляд.

За неделю несколько команд со всего мира опубликовали почти два десятка официальных сообщений и продолжают постоянно обмениваться полученной с различных длин волн информацией.

Данные наблюдений в рентгеновском диапазоне показали невероятную изменчивость и интенсивные вспышки, длящиеся всего пару минут, а также более длинные вспышки, продолжавшиеся несколько часов. Аппарат Integral также зафиксировал невероятно интенсивное гамма-излучение, исходящее от чёрной дыры.

Также астрономы подключили к наблюдениям 10,4-метровый Большой Канарский телескоп (GTC), чтобы получить спектры высокого качества и понять, что происходит вокруг чёрной дыры.

"Возможности наших аппаратов позволяют увидеть признаки массового оттока материи в окружающую среду чёрной дыры, – объясняет в пресс-релизе Тео Муньоз-Дариас (Teo Muñoz-Darias) из Канарского института астрофизики. – Мы с нетерпением ждём возможности проверить наше текущее представление о чёрных дырах с помощью новых данных".

К наблюдениям присоединились и радиоастрономы, которые хотели бы понять механизмы, приводящие к мощным выбросам из аккреционного диска чёрной дыры частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.

В настоящее время астрономами было изучено совсем немного двойных систем из звезды и чёрной дыры, и лишь единицы из них были рассмотрены на различных длинах волн. Нынешняя вспышка V404 Лебедя предоставила учёным редкую возможность. Исследователи обещают опубликовать все свои выводы в открытом доступе, чтобы астрономы со всего мира узнали больше об этом уникальном объекте.

По публикациям UkrNet