Определён кандидат в самые маленькие чёрные дыры

 Текст: Дмитрий Целиков

С помощью данных американской орбитальной рентгеновской обсерватории RXTE международная группа астрономов определила кандидата в самые маленькие чёрные дыры.

«Уликой» стало «сердцебиение» — рентгенограмма особого типа, которую называют так из-за сходства с ЭКГ. Подобная картина была получена до сих пор только один раз.

Двойная система IGR J17091-3624 сочетает нормальную звезду и чёрную дыру, которая, вероятно, весит меньше чем три Солнца. Она находится неподалёку от теоретической границы масс, где чёрная дыра становится возможной.

Газ из звезды утекает к чёрной дыре и формирует диск вокруг неё. Трение внутри диска нагревает газ до нескольких миллионов градусов, что позволяет ему испускать рентгеновское излучение. Циклические вариации интенсивности излучения отражают процессы, происходящие внутри газового диска. Ученые считают, что самые быстрые изменения имеют место вблизи горизонта событий чёрной дыры.

Впервые астрономы узнали об этой двойной системе во время вспышки в 2003 году. Судя по архивным данным, она становится активной каждые несколько лет. Нынешняя вспышка началась в феврале. Система расположена в созвездии Скорпиона; расстояние до неё не установлено: она может находиться и в 16 тыс., и в 65 тыс. световых лет от Земли.

Рекордсменом по рентгеновской изменчивости считается двойная система с чёрной дырой GRS 1915+105. Она уникальна, ибо выдаёт больше десятка чётких повторяющихся изображений продолжительностью от секунд до часов. «Мы считаем, что большинство таких изображений соответствует циклам накопления и выброса материала в неустойчивом диске, и семь из них мы зарегистрировали в IGR J17091», — отмечает Томазо Беллони из обсерватории Брера (Италия).

В GRS 1915 сильные магнитные поля вблизи горизонта событий чёрной дыры выбрасывают часть газа двумя противоположно направленными струями примерно с 98-процентной скоростью света. Пик «кардиограммы» соответствует моменту выброса.

Замеченные изменения рентгеновского спектра говорят о том, что внутренние области диска испускают очень сильное излучение. Оно оттесняет газ, создавая сильный направленный наружу ветер, который останавливает центростремительный поток, на короткое время заставляет чёрную дыру голодать и останавливает джет. Этот момент соответствует точке минимума на графике. Затем внутренний диск становится настолько ярким и горячим, что, по сути, разрушается и снова бросается в сторону чёрной дыры. Это приводит к появлению новой струи, и весь цикл повторяется заново. Он занимает всего 40 секунд.

Несмотря на отсутствие прямых доказательств того, что IGR J17091 обладает джетом, её «кардиограмма» говорит об аналогичных процессах. Исследователи полагают, что в этой системе такие выбросы могут быть в 20 раз слабее, чем в GRS 1915, а цикл — быстрее. Вероятно, он укладывается где-то в пять секунд.

Астрономы считают, что GRS 1915 примерно в 14 раз тяжелее Солнца. Это одна из самых массивных чёрных дыр, которые образовались в результате коллапса одной звезды. IGR J17091 должна быть намного меньше. «Сердце мыши бьётся быстрее, чем у слона», — поясняет ведущий автор работы Диего Альтамирано из Амстердамского университета (Нидерланды).

Исследователи подчёркивают, что это только начало большой работы. В дальнейшем данные RXTE планируется сравнить с показателями спутника НАСА Swift и европейской обсерватории XMM-Newton.

Результаты исследования опубликованы в издании Astrophysical Journal Letters.

Подготовлено по материалам НАСА.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: