НА ГРАНИ РЕАЛЬНОСТИ

Британские ученые из Университета Дурхама (Durham University) установили, что сверхмассивные черные дыры (как и черные дыры звездной величины) испускают рентгеновское излучение импульсами. Работа ученых опубликована в журнале Nature.

Для наблюдения ученые использовали европейскую орбитальную рентгеновскую обсерваторию XMM-Newton. Объектом изучения стала сверхмассивная черная дыра (объект, чья масса находится в пределах от 100 тысяч до 50 миллиардов солнечных масс) в центре галактики REJ1034+396, расположенной на расстоянии 500 миллионов световых лет от Земли. Наблюдения показали что излучение в рентгеновском диапазоне происходит импульсами, длительностью в несколько часов.

Ранее подобный эффект наблюдался у черных дыр звездной массы (с массой в несколько десятков солнечных). Ученые полагают, что новое открытие устанавливает взаимосвязь между двумя классами дыр.

Черная дыра представляет собой объект с таким сильным гравитационным полем, что даже свет не в состоянии его покинуть. Считается, что дыра окружена аккреционным диском материи, которая под воздействием притяжения падает на поверхность черной дыры, разгоняясь до околосветовых скоростей. При этом материя испускает электромагнитное излучение, в том числе в рентгеновском диапазоне.

Астрономам удалось зафиксировать вспышки в центре Млечного пути, где, как считается, располагается ближайшая к Земле сверхмассивная черная дыра, сообщается в пресс-релизе на сайте Европейской южной обсерватории (ESO). Подобные вспышки наблюдались и ранее, однако уникальным новые результаты делает то, что они получены одновременно с двух телескопов, работающих в различных диапазонах. Работа ученых появится в журнале Astronomy and Astrophysics. Сверхмассивные черные дыры представляют собой объекты, гравитационное поле вокруг которых настолько сильно, что даже свет не в состоянии его покинуть. Астрономы обнаруживают черные дыры по излучению их аккреционного диска (сами дыры ничего не излучают) - материи, окружающей дыру, которая падает на нее под воздействием притяжения.

Ближайший из таких объектов располагается в созвездии Стрельца на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли. Именно его наблюдали ученые при помощи телескопов VLT и APEX, расположенных в Чили, которые работают в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах соответственно. Всего было зарегистрировано четыре крупные вспышки электромагнитного излучения за шесть часов. Ученые полагают, что источником вспышек послужило расширяющееся со скоростью пять миллионов километров в час облако газа в аккреционном диске. Причины возникновения этого облака не совсем ясны.

Подобные наблюдения являются для астрономов источником ценной информации. По словам исследователей, новые результаты помогут в создании более совершенных компьютерных и математических моделей черных дыр.

В соответствии с одной из гипотез, молодые звезды являются останками двойных систем, которые приблизились к Стрельцу A* на слишком близкое расстояние. Слабым местом этой гипотезы является наличие постоянного "источника" двойных систем, которого до сих пор обнаружено не было.

Слева изображение одной из галактик, изучавшихся в работе астрономов, до обработки. Справа - после: оставлено только излучение аккреционного диска сверхмассивной черной дыры в центре скопления. Фото авторов исследования.

Ранее считалось, что интенсивное рождение новых светил прекращается после достижения этим излучением определенной мощности. Новые результаты американских астрономов, однако, ставят эту гипотезу под сомнение. В рамках исследования ученые обработали на компьютере 177 фотографий различных галактик. Некоторые из них обладали хорошо различимой черной дырой (виден был, разумеется, аккреционный диск, сама черная дыра ничего не излучает) в центре, активно пожирающей материю, а в некоторых эта дыра была "видна" совсем плохо из-за окружающих центр скопления газа и пыли. Ученым удалось "удалить" излучение звезд скопления, оставив видимым только излучение аккреционного диска в центре. Исследователи установили, что в галактиках, где шло активное формирование звезд, а излучение аккреционного диска считалось скрытым пылью, черная дыра просто еще не достигла определенного уровня активности.

Расчеты астрономов показывают, что черные дыры начинают "набирать силу" уже после того, как закончится активное рождение новых светил. Временной промежуток между этими событиями может составлять несколько сотен миллионов лет. По мнению авторов работы, новые данные заставляют пересмотреть некоторые теории, касающиеся эволюции галактик. В частности, они указывают на недооцененную сложность процесса прекращения активного звездообразования в галактиках.