В последнее время ученые обращают внимание на сверхмассивную черную дыру в центре относительно близкой галактики, находящейся в 100 миллионах световых лет от Земли. Семь лет назад этот объект удивил поведением. Тогда астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры и ее последующее появление. Новые наблюдения привели к еще одному неожиданному открытию.
В 2018 году с помощью автоматизированной системы All-Sky Automated Survey for Super-NovaeИзучающие сверхновые в ночном небе, ученые. зарегистрировалиВ галактике 1ES 1927+654 зарегистрирована вспышка активности. Причиной всплеска стал активный сверхмассивный черный дыра в центре галактики, масса которого равна миллиону солнечных масс. Светящийся объект увеличил свою яркость почти в сорок раз, затем резко снизил ее, а спустя некоторое время вернулся к первоначальному уровню. Изменения яркости были особенно заметны в рентгеновском спектре.
Тогда учёные сделали вывод о причине колебания яркости. корона черной дырыОблако вихрящейся раскаленной плазмы — корона — внезапно и почти полностью исчезло, а затем восстановилось. По мнению авторов научной работы, аномалия вызвана проходящей мимо звездой с черной дырой. Под действием приливных сил звезда разрушилась, что привело к временному исчезновению короны. Остатки звезды попали в аккреционный диск, спровоцировав быстрое поглощение материи из его внутренней части. В результате работа магнитного поля черной дыры нарушилась, оно временно оказалось не способно генерировать и поддерживать высокоэнергетическую корону.
Новые наблюдения за объектом 1ES 1927+654 позволили совершить новое открытие. Megan MastersonУчёные из Массачусетского технологического института сообщили о регистрации рентгеновских вспышек вблизи чёрной дыры, интенсивность которых увеличивается. опубликованной в журнале Nature.
В 2019 году исследователи открыли так называемые квазипериодические рентгеновские вспышкиВсплески рентгеновского излучения, происходящие из ядер галактик малой массы сверхмассивными черными дырами, являются быстрыми всплесками, которые могут повторяться от нескольких часов до почти суток. Неизвестен механизм их генерации.
Частота рентгеновских вспышек в центре 1ES 1927+654 отличается от частоты вспышек всех ранее наблюдаемых объектов. Команда Мастерсон обнаружила, что в начале наблюдений, начавшихся в 2022 году с помощью космического рентгеновского телескопа… XMM-NewtonВспышки случались каждые 18 минут. Через два года промежуток уменьшился до семи минут, установив новый рекорд. Ученые ранее не наблюдали такой частой повторяемости рентгеновских вспышек от черной дыры.
Авторы исследования выявили ряд факторов, которые могли стать причиной наблюдаемого эффекта. белый карликМаленькая звезда размером с Землю, но очень массивная и плотная: её вещество в среднем в миллионы раз плотнее воды. Белый карлик, вероятно, вращается на орбите вокруг черной дыры и иногда приближается к… горизонту событий— к границе региона пространства-времени, где сила тяготения настолько сильна, что никакой сигнал не может выйти за ее пределы и дойти до наблюдателя снаружи.
Белые карлики очень плотные объекты, поэтому могут приближаться к черным дырам ближе других тел. В данном случае объекту нужно будет сохранить равновесие, так как он подойдёт горизонту событий на расстояние, необходимое для выживания, — рассказала Мастерсон.
Ученые предположили, что белый карлик, имеющий массу около одной десятой массы Солнца, находится почти на границе черной дыры и всего в нескольких миллионах километров от горизонта событий. Модели предсказывают, что эта звезда не упадет в черную дыру. С одной стороны, мощные силы тяготения притягивают белый карлик к ней, а с другой – он выбрасывает часть своего внешнего слоя в черную дыру, подобно «силе отталкивания». В итоге компактный объект «сопротивляется» и не переходит через горизонт событий.
Чем ближе белый карлик к горизонту событий, тем быстрее двигается, что может быть причиной роста частоты рентгеновских вспышек, которые наблюдал Мастерсон с соратниками.
Регистрация вспышек в рентгеновском диапазоне свидетельствует о близости источника к черной дыре. Внутренние области черной дыры — это чрезвычайно высокоэнергетическая среда, где рентгеновское излучение образуется за счёт быстродвижущейся горячей плазмы. На большем расстоянии рентгеновское излучение маловероятно, поскольку в аккреционном диске газ движется медленнее. Вещество в более холодной среде диска может излучать в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах, но всплески рентгеновского излучения фиксируются редко.
Поймем причину квазипериодических рентгеновских вспышек рекордной частоты в белом карлике, если это взаимодействия с черной дырой. Такого рода объекты при взаимодействии с черной дырой интенсивно генерируют гравитационные волны, которые могут «поймать» профильные научные приборы. Например, космический детектор гравитационных волн нового поколения. Космическая лазерная интерферометрическая антенна НАСА. Запуск LISA намечен на середину 2030-х годов.
Мастерсон и соавторы выделили два важных момента. Первое: гипотетический белый карлик в системе 1ES 1927+654 может стать ближайшим известным объектом к черной дыре. В таком случае белые карлики могли бы приближаться к горизонту событий, сохраняясь в течение продолжительного времени. Второе: будущие наблюдения помогут изучить поведение объектов в экстремальных условиях около горизонта событий.
Исследователи будут продолжать наблюдать галактику 1ES 1927+654 и исследовать, какие изменения в поведении белого карлика и черной дыры приведут к новым открытием в астрофизике.