Астрофизики предполагают, что сверхмощную вспышку гамма-излучения породила энергия вращения чёрной дыры
В работе, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, астрофизик Ремо Руффини с командой коллег приводят аргументы в пользу того, что самая мощная из зарегистрированных на сегодня вспышек гамма-излучения, GRB 190114C, представляет собой результат взаимодействия чёрной дыры с нейтронной звездой.
Ремо Руффини — астрофизик, теоретик, создатель и директор международной сети исследовательских институтов ICRANet [Сеть международных центров релятивистской астрофизики]. В числе прочего он изучает одни из самых загадочных и необычных объектов космоса — чёрные дыры.
Хотя известно, что всё, что попало за пределы горизонта событий чёрной дыры, становится потерянным навсегда, чёрные дыры могут взаимодействовать с окружающим пространством и генерировать энергию, причём очень значительных масштабов.
Энергию вращающейся чёрной дыры теоретически можно извлечь из её эргосферы — участка, вплотную примыкающего к горизонту событий. Этот процесс был просчитан теоретически, а теперь команда астрофизиков описывает данные наблюдений, утверждая, что эти данные соответствуют именно такому процессу.
Речь идёт о вспышке гамма-излучения GRB 190114C, произошедшей на расстоянии в 4,5 млрд световых лет от нас, и имеющей энергию порядка триллиона электронвольт.
Руффини говорит, что вспышки гамма-излучения — это наиболее энергетически мощные из кратковременных явлений, видимых нам на небосводе. Они способны выделить энергию до 1054 эрг в течение всего нескольких секунд. Их яркость в гамма-диапазоне сравнима с суммарной яркостью всех звёзд обозреваемой Вселенной.
Ранее учёные считали, что этот процесс обеспечивает какой-то неизвестный механизм, связанный с массивными чёрными дырами. Теперь же Руффини с коллегами описали этот механизм, назвав его гиперновой, спровоцированной двойной системой.
Всё начинается с двойной системы, в которой рядом с углеродно-кислородной звездой, находящейся на последнем отрезке своей жизни, присутствует нейтронная звезда. В итоге последняя переходит порог критической массы и коллапсирует, превращаясь в чёрную дыру. В этот момент система испускает вспышку гамма-излучения, а также мощные джеты из материи, исходящие из полюсов звезды, и разлетающиеся от неё с околосветовой скоростью.
Ядро углеродно-кислородной звезды при этом коллапсирует, превращаясь во вторую нейтронную звезду. Так возникает двойная система из чёрной дыры и нейтронной звезды.
Руффини с коллегами пишут, что механизм, запускающий мощную вспышку, связан с ускорением частиц вдоль линий магнитных полей, оставшихся от нейтронной звезды, превращающейся в чёрную дыру. Это магнитное поле и подпитывается энергией вращения чёрной дыры, содержащейся в её эргосфере.
Руффини поясняет, что этот процесс описывается Общей теорией относительности, гравитацией и электродинамикой. Вращающаяся чёрная дыра, взаимодействуя с окружающим её магнитным полем, создаёт электрическое поле, ускоряющее электроны до сверхвысоких энергий.
Релятивистские джеты — явление не редкое. Они встречаются в ядрах галактик, где сверхмассивные чёрные дыры формируют их в результате процесса аккреции, то есть поглощения диска из окружающей их пыли и газа.
