ВОКРУГ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ НАШЛИ ОГРОМНЫЕ КОЛЬЦА
Астрономы опубликовали изображение, на котором представлен впечатляющий набор колец вокруг черной дыры. Фото получено с помощью рентгеновской обсерватории NASA Чандра и обсерватории Нила Герелса Свифта. Рентгеновские изображения гигантских колец раскрывают информацию о пыли, находящейся в нашей галактике, действуя по тому же принципу, что и рентгеновские лучи, используемые в кабинетах врачей и в аэропортах.
Черная дыра является частью двойной системы под названием V404 Cygni, расположенной примерно в 7800 световых годах от Земли. Черная дыра активно вытягивает материал от звезды-компаньона — с массой около половины Солнца — в диск вокруг невидимого объекта. Этот материал светится в рентгеновских лучах, поэтому астрономы называют эти системы «рентгеновскими двойными системами».
5 июня 2015 года Свифт обнаружил вспышку рентгеновских лучей от V404 Cygni. Взрыв создал высокоэнергетические кольца из-за явления, известного как световое эхо. Вместо звуковых волн, отражающихся от стены каньона, световые эхо вокруг V404 Cygni возникли, когда вспышка рентгеновских лучей из системы черной дыры отразилась от пылевых облаков между V404 Cygni и Землей. Космическая пыль не похожа на домашнюю пыль, а больше похожа на дым и состоит из крошечных твердых частиц.
На этом составном изображении рентгеновские лучи от Чандры (светло-голубой) были объединены с оптическими данными телескопа Pan-STARRS на Гавайях. Изображение содержит восемь отдельных колец. Каждое кольцо создано из рентгеновских лучей от вспышек V404 Cygni, наблюдавшихся в 2015 году, которые отражаются от различных пылевых облаков.
Группа исследователей под руководством Себастьяна Хайнца из Висконсинского университета в Мэдисоне проанализировала 50 наблюдений системы Swift, сделанных в 2015 году в период с 30 июня по 25 августа, и наблюдения Чандры, сделанные 11 и 25 июля 2015 года.
Кольца рассказывают астрономам не только о поведении черной дыры, но и о ландшафте между V404 Cygni и Землей. Например, диаметр колец в рентгеновских лучах показывает расстояния до промежуточных пылевых облаков, от которых рикошетил свет. Если облако находится ближе к Земле, кольцо кажется больше, и наоборот. Световые эхо выглядят как узкие кольца, а не как широкие кольца или ореолы, потому что вспышка рентгеновского излучения длилась относительно короткий период времени.
Исследователи также использовали кольца, чтобы исследовать свойства самих пылевых облаков. Они сравнили рентгеновские спектры, то есть яркость рентгеновских лучей в диапазоне длин волн, с компьютерными моделями пыли различного состава. Различный состав пыли приведет к различному количеству поглощаемых рентгеновских лучей с более низкой энергией и не позволит обнаружить их с помощью Chandra. Это аналогично тому, как разные части нашего тела или багажа поглощают разное количество рентгеновских лучей, что дает информацию об их структуре и составе.
Команда определила, что пыль, скорее всего, содержит смесь зерен графита и силиката. Кроме того, анализируя внутренние кольца с помощью Чандры, они обнаружили, что плотность пылевых облаков не одинакова во всех направлениях. Предыдущие исследования предполагали, что это не так. Статья с описанием результатов V404 Cygni была опубликована в выпуске Astrophysical Journal. Ежегодно публиковалось множество статей, в которых сообщалось об исследованиях вспышки V404 Cygni в 2015 году, которая вызвала эти кольца. Предыдущие вспышки были зарегистрированы в 1938, 1956 и 1989 годах, поэтому у астрономов может быть еще много лет, чтобы продолжить анализ вспышки 2015 года.