О чем рассказало астрономам «сердцебиение» черной дыры
Но некоторые из черных дыр оказываются весьма яркими и неординарными объектами. Так, объект под названием IGR J17091−3624, расположенный примерно в 28 тысячах световых лет от Земли, получил прозвище «бьющееся сердце». Его рентгеновское излучение вспыхивает и угасает с удивительной регулярностью, напоминая пульсацию сердца.
Недавно этот объект оказался в центре внимания благодаря наблюдениям с помощью спутника NASA IXPE — уникального в своем роде прибора, который позволяет астрономам измерять не только яркость рентгеновских лучей, но и их поляризацию, то есть направление колебаний электромагнитных волн. Эти данные позволяют ученым узнать больше о геометрии окрестностей черной дыры и поведении материи, закрученной в ее гравитационную воронку.
Результаты оказались неожиданными. Степень поляризации излучения составила 9,1% — это намного больше, чем предсказывали теоретические модели. Обычно такие высокие значения означают, что мы видим так называемую корону — область сверхгорячей плазмы вокруг черной дыры — почти с ребра, когда ее структура выглядит особенно упорядоченной. Но другие наблюдения этого объекта никак не подтверждают подобную ориентацию. Возникло противоречие, которое заставило ученых искать новые объяснения.
Астрономы предложили две возможные модели. Согласно первой, мощные ветры, выбрасываемые из аккреционного диска — раскаленного кольца вещества, которое падает в черную дыру, — рассеивают рентгеновское излучение и тем самым усиливают его поляризацию, даже если система повернута к нам под иным углом. Вторая гипотеза предполагает, что сама корона может выбрасываться наружу с огромной скоростью. В этом случае вступают в игру релятивистские эффекты, связанные с близостью скорости движения к скорости света, и именно они усиливают эффект поляризации.
Обе модели успешно воспроизводят результаты наблюдений, но каждая из них переворачивает устоявшиеся представления о том, как устроены окрестности черных дыр. Если окажется верной гипотеза с ветрами, то мы получим недостающий элемент в понимании того, как черные дыры растут и эволюционируют.
Если же подтвердится версия о движущейся короне, ученым придется пересмотреть многие модели, описывающие рентгеновские вспышки и колебания черных дыр. В обоих случаях речь идет о феноменах, которые раньше считались маловероятными.
Таким образом, «бьющееся сердце» IGR J17091−3624 не только продолжает пульсировать на радость астрономам, но и подбрасывает им новые загадки. Каждое его «сокращение» указывает на то, что в окрестностях этих космических гигантов действуют куда более сложные процессы, чем мы привыкли думать. И, как показывают последние измерения, именно в этих деталях скрываются ключи к пониманию самой природы черных дыр.
