Астрофизики обнаружили вокруг чёрной дыры ранее не видимую материю

NASA

Учёные из Японии и Швецией выяснили, как гравитация влияет на форму материи вблизи чёрной дыры в бинарной системе Лебедь X-1. Результаты их работы, которые были опубликованы в Nature Astronomy, могут помочь учёным понять физику сильной гравитации и эволюцию черных дыр и галактик.

Рядом с центром созвездия Лебедя находится звезда, вращающаяся вокруг первой чёрной дыры, обнаруженной во Вселенной. Вместе они образуют бинарную систему, известную как Лебедь X-1. Эта дыра также является одним из самых ярких источников рентгеновского излучения в космосе. Однако геометрия материи, которая порождает этот свет, оставалась для астрономов загадкой. Сегодня исследователям удалось разгадать её благодаря новой методике рентгеновской поляриметрии.

Сделать снимок чёрной дыры не так непросто, главным образом, из-за того, что её невозможно увидеть, так как свет не может преодолеть её мощную гравитацию. Вместо того, чтобы наблюдать за самой чёрной дырой, учёные могут наблюдать излучение аккреционного диска, окружающего этот загадочный космический объект. В случае с Лебедь X-1, астрономы изучают свет вещества звезды, которая вращается вокруг чёрной дыры.

Большая часть света, который мы видим, рассеивается во многих направлениях. Поляризация фильтрует свет так, чтобы он проходил только в одну строну, как, например, защитные очки горнолыжника с поляризованными линзами, которые позволяют спортсменам легче видеть, куда они едут, спускаясь с горы, потому что фильтр дифференцирует свет, отражающийся от снега.

поляризация света

«Тоже самое с жёстким излучением вокруг чёрной дыры, ‒ объясняет соавтор исследования Хиромицу Такахаси. ‒ Тем не менее, в этот фильтр проникают жёсткие рентгеновские и гамма-лучи, исходящие из вещества вокруг неё. Для этих лучей нет таких «очков», поэтому нам нужен ещё один особый метод, позволяющий направлять и измерять этот рассеивающийся свет».

Чтобы выяснить, откуда он идёт и как рассеивается, команда исследователей запустила рентгеновский поляриметр на воздушном шаре PoGO +. Таким образом учёные смогли установить, какая часть жёсткого излучения отражалась от аккреционного диска и определить форму материи.

Поскольку под воздействием гравитации чёрной дыры свет сильно не искажался, команда пришла к выводу, что объект соответствует расширенной модели короны ‒ согласно этой модели, корона вокруг чёрной дыры больше и равномерно распределена по её окрестностям.

Теперь с помощью этой информации учёные могут получить больше характеристик черных дыр. Одним из примеров является её вращение, эффект от которого может изменить пространство-время, окружающее чёрную дыру. Кроме того, оно также может помочь разгадать тайну эволюции этого космического объекта. На сегодняшний день астрономы не знают, замедляется ли скорость вращения чёрной дыры с момента рождения Вселенной, или она накапливает материю и вращается быстрее.

Специалисты заявили, что, используя рентгеновскую поляриметрию, они планируют изучить больше черных дыр, которые расположены рядом с центром галактик. По словам астрофизиков, это, возможно, позволит «лучше понять эволюцию черных дыр, а также эволюцию самих галактик».

Астрофизики обнаружили вокруг чёрной дыры ранее не видимую материю

Картина дня

Наши публикации