Ученые создали фильм о растущей черной дыре

Москва, 13:20, 12 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Сильные вспышки выявлены в основе системы черной дыры MAXI J1820 + 070.

Используя самые современные камеры, международная команда астрономов, в том числе из Университета Саутгемптона, создала фильм о растущей системе черной дыры с уровнем детализации, никогда не встречавшимся ранее. При этом ученые также выявили новые намеки на понимание окружения этих загадочных объектов.

Для этого исследования астрономы изучили систему черной дыры под названием MAXI J1820 + 070, которая была впервые обнаружена в начале 2018 года. Расположенная на расстоянии около 10 000 световых лет от нашего Млечного Пути, она имеет массу около 7 Солнц.

Это излучение было обнаружено в видимом свете прибором HiPERCAM на Gran Telescopio Canarias (Ла-Пальма, Канарские острова) и в рентгеновских лучах обсерваторией NICER НАСА на борту Международной космической станции.

Обычно исследовать эти системы довольно сложно, так как огромные расстояния делают их слишком слабыми и слишком маленькими, чтобы их можно было увидеть. Используя инструменты HiPERCAM и NICER, ученым удалось записать видео системы с изменяющимся светом со скоростью более трехсот кадров в секунду. Они даже уловили сильное «потрескивание» и «вспышку» видимого и рентгеновского света.

Джон Пейс, аспирант из Университета Саутгемптона, сказал: «Фильм был сделан с использованием реальных данных, но замедлен до 1/10 фактической скорости, чтобы человеческий глаз мог различить самые быстрые вспышки. Мы можем видеть, как материал вокруг черной дыры настолько яркий, он затмевает звезду, которую она потребляет, и самые быстрые мерцания длятся всего несколько миллисекунд — это результат сотен Солнц и более, испускаемых в мгновение ока».

Ученые также обнаружили, что провалы в уровнях рентгеновского излучения сопровождаются увеличением видимого света (и наоборот). Также было обнаружено, что самые быстрые вспышки в видимом свете появляются через доли секунды после рентгеновских лучей.

Такие структуры косвенно показывают наличие плазмы, чрезвычайно горячего материала, в котором электроны оторваны от атомов, в структурах, находящихся глубоко в объятиях гравитации черной дыры.

Ранее доктор Пошак Ганди из Университета Саутгемптона обнаружил похожую разницу в доли секунды между рентгеновским излучением и видимым светом, наблюдаемую в двух других системах, содержащих черные дыры.

Доктор Ганди отметил: «Тот факт, что мы теперь видим это в трех системах, усиливает идею о том, что это объединяющая характеристика таких растущих черных дыр. Если это правда, это должно говорить нам нечто фундаментальное о том, как плазма течет вокруг черных дыр».

«Наши лучшие идеи вызывают глубокую связь между стремительно растущими и истекающими частицами плазмы. Но это экстремальные физические условия, которые мы не можем воспроизвести в земных лабораториях, и мы не понимаем, как природа управляет этим. Такие данные будут иметь решающее значение для поиска правильной теории».

Исследование опубликовано в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма».