Астрономы зафиксировали необычное "сердцебиение" черной дыры
Ученые-астрофизики установили, что периодичность гамма-излучения, испускаемого газовым облаком в созвездии Орла синхронизирована с вращением черной дыры, входящей в состав микроквазара SS 43. Взаимодействие между столь разнородными, расположенными довольно далеко друг от друга объектами зафиксировано впервые. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Микроквазары — это двойные звездные системы, состоящие из темного компактного объекта, такого как нейтронная звезда или черная дыра, и обычной звезды, которая движется по тесной орбите вокруг него. Накапливая материю от своих спутников, микроквазары запускают мощные струи гамма-излучения, оказывающие влияние на межзвездную среду вокруг них.
Обрабатывая данные, полученные космическим гамма-телескопом Fermi за более чем десятилетний период, ученые из Германии, Испании, Китая и США выявили в созвездии Орла облако космического газа, испускающее пульсирующее излучение.
При этом ритм излучения, как показали результаты исследование, точно соответствует периодичности прецессии черной дыры микроквазара SS 433, расположенного на расстоянии около 100 световых лет от газового облака, что указывает на связь между двумя объектами. По словам исследователей, подобное взаимодействие фиксируется впервые и не вписывается в теоретические модели.
Микроквазар SS 433 состоит из гигантской звезды, масса которой примерно в 30 раз превышает массу Солнца, и черной дыры с массой от 10 до 20 солнечных, которая высасывает вещество из гигантской звезды. При этом два объекта вращаются друг вокруг друга с периодом 13 дней.
"Материал, прежде чем упасть в черную дыру, накапливается в аккреционном диске, как вода в водовороте над сливом ванны, — приводятся в пресс-релизе слова научного руководителя исследования Цзянь Ли (Jian Li), сотрудника Немецкого Электронного Синхротрона DESY. — Однако часть этого вещества не падает в "канализацию", а выстреливает с высокой скоростью двумя узкими струями в противоположных направлениях выше и ниже вращающегося аккреционного диска".
Ранее подобная картина наблюдалась только для квазаров с огромными черными дырами в миллионы солнечных масс в их центрах, которые выбрасывают струи на десятки тысяч световых лет в космос. В случае SS 433 ученые впервые зафиксировали периодическое гамма-излучение, испускаемое микроквазаром.
"Аккреционный диск не лежит точно в плоскости орбиты двух объектов. Он прецессирует, или качается, как волчок, установленный на столе под углом, — объясняет еще один автор исследования Диего Торрес (Diego Torres), профессор испанского Института космических наук IEEC-CSIC в Барселоне. — Как следствие, две струи не просто образуют прямую линию, а уходят по спирали в окружающее пространство".
Цикл прецессии черной дыры составляет около 162 суток. С таким же периодом происходит гамма-излучение объекта в виде ничем не примечательного газового скопления, обозначенного учеными как Fermi J1913 + 0515.
"Обнаружение такой недвусмысленной связи с объектом примерно в 100 световых годах от микроквазара, даже не в направлении струй, является столь же неожиданным, сколь и удивительным, — говорит Ли. — Как черная дыра приводит в действие "сердцебиение" газового облака, нам пока неясно".
Авторы отмечают, что для объяснения механизма функционирования уникальной системы гаммы-лучей необходимы дальнейшие наблюдения, а также теоретические построения.