Учёные обнаружили, что даже относительно небольшие чёрные дыры демонстрируют удивительно неэффективное поглощение вещества
[unable to retrieve full-text content]
Группа астрономов, используя данные рентгеновской обсерватории XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), изучила систему 4U 1630–472, расположенную примерно в 26 000 световых годах от Земли. Эта система представляет собой рентгеновскую двойную звезду, состоящую из чёрной дыры звёздной массы (массой в несколько солнечных масс) и звезды, подобной Солнцу.
Сильное гравитационное поле чёрной дыры забирает вещество у соседней звезды. Однако из-за наличия у этого вещества углового момента, оно не падает прямо в чёрную дыру, а образует вращающийся, сплюснутый диск — аккреционный диск. Вещество из этого диска постепенно «падает» на чёрную дыру.
Гравитационное воздействие чёрной дыры создаёт в аккреционном диске мощные приливные силы, вызывающие трение и нагрев вещества до температур около 10 миллионов градусов Цельсия. Это приводит к яркому рентгеновскому излучению.
Яркость излучения системы 4U 1630–472 сильно меняется. В периоды покоя (когда чёрная дыра «не питается») её яркость сравнима с солнечной. Однако примерно каждые два земных года происходит вспышка, увеличивающая яркость системы в 10 000 раз всего за семь дней.
Иллюстрация: Matt Davenport
16 февраля 2024 года XRISM наблюдал 4U 1630–472 на спаде одной из таких вспышек. Наблюдения показали, что даже при уменьшении рентгеновского излучения система продолжала выбрасывать вещество со скоростью 32 миллионов километров в час (около 3% скорости света), что в 15 000 раз быстрее максимальной скорости истребителя F-16.
Руководитель проекта, Джон Миллер из Мичиганского университета, отметил, что наблюдения позволили увидеть диапазон скоростей потока газа, недоступный для изучения в случае сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик. «Масштаб времени для наблюдения подобного процесса у чёрной дыры в центре Млечного Пути составил бы сотни миллионов лет», — пояснил Миллер. Изучение меньших чёрных дыр помогает понять, как меняется поток вещества на сверхмассивные чёрные дыры в ходе эволюции галактики.
Учёные ожидали более упорядоченного движения вещества по мере замедления потока. Миллер сравнил это с тем, как разливается вода: «Вы ожидаете большого пролива, если попытаетесь вылить ведро воды в чашку, но не когда выливаете чашку воды в ведро». Однако чёрные дыры, по-видимому, «проливают» вещество в обоих случаях, выбрасывая его вместо прямого поглощения.
Авторы работы планируют продолжить исследования с помощью XRISM, но сокращения бюджета NASA могут поставить под угрозу эти исследования. Миллер подчеркнул важность продолжения работы, поскольку от XRISM зависит работа сотен, а возможно, и тысяч учёных в США.
© iXBT
