Мощная вспышка короны сверхмассивной черной дыры помогла астрономам создать карту этого таинственного объекта Вселенной

Москва, 12:25, 22 Янв 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Черные дыры — это космические объекты такой ужасающей плотности, что даже свет не может избежать их экстремальных гравитационных пут. Но то, что они невидимы, не означает, что мы не можем найти способы их наблюдать.

На этот раз астрономы нанесли на карту контуры гигантского вихря в галактике IRAS 13224-3809, найденной в созвездии Центавра на расстоянии около 1 миллиарда световых лет от Земли.

Для достижения этой цели исследователи использовали самые длинные наблюдения за аккрецирующей черной дырой, сделанные рентгеновской обсерваторией Европейского космического агентства (ЕКА) XMM-Newton.

Вот как работает аккреция: По мере того, как материя в космосе притягивается к черной дыре, она достигает таких высоких скоростей, что возникающая спираль нагревается, достигая температуры в миллионы градусов (и даже выше).

Этот перегретый вихрь создает излучение, которое может быть обнаружено космическими телескопами, когда рентгеновские лучи сталкиваются и отражаются от частиц газа в окрестностях вихря.

Ученые говорят, что наблюдение за этими взаимодействиями аналогично тому, как мы можем слышать эхо голоса в комнате, и во многом так же, как звуковые реверберации могут информировать нас о форме и структуре трехмерных пространств, так что «световое эхо» также может выявить невидимую форму сверхмассивных черных дыр.

«Подобным образом мы можем наблюдать, как эхо-сигналы рентгеновского излучения распространяются в окрестностях черной дыры, чтобы наметить геометрию области и состояние скопления вещества, прежде чем оно исчезнет в сингулярности», — объясняет астрофизик Уильям Олстон из Кембриджского университета. «Это немного похоже на космическую эхолокацию».

Техника, называемая рентгеновским реверберационным картированием, не нова, но она развивается. Световые эхосигналы Олстона и его команды были получены в результате более чем 23-дневного наблюдения в космосе за IRAS 13224-3809.

При этом астрономы увидели нечто, чего они не ожидали увидеть: корона черной дыры — область очень горячих электронов, парящих над аккреционным диском объекта — резко вспыхнула со временем, ее яркость изменялась в 50 раз всего за несколько часов.

 «Отслеживая световое эхо, мы смогли отследить эту изменяющуюся корону и — что еще более интересно — получить гораздо лучшие значения для массы и вращения черной дыры, чем мы могли бы определить, если бы корона не менялась в размерах», — сообщил Олстон.

Теперь исследователи надеются использовать тот же метод для исследования и составления карт физики черных дыр во многих других далеких галактиках. Уже сотни сверхмассивных черных дыр находятся в пределах досягаемости длинного взгляда XMM-Newton, и еще больше появится в поле зрения, когда в космос полетит спутник ЕКА «Афина», запланированный на пока еще далекий 2031 год.

Точно то, что все эти вращающиеся вихри скажут нам, еще неизвестно, но, похоже, мы находимся на грани некоторых невероятных открытий.

«Эта работа ясно демонстрирует, что будущее изучения черных дыр во многом зависит от того, как они различаются», — говорит астроном Мэтью Миддлтон из Университета Саутгемптона в Великобритании.

«Это будет в центре внимания ряда новых миссий, запускаемых в ближайшие 10 лет, которые откроют новую эру понимания этих экзотических объектов».