Впервые получен сигнал с обратной стороны черной дыры — Ин-Спейс

Это позволило подтвердить очередное предсказание Общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Астрономы впервые в истории наблюдений зафиксировали рентгеновское излучение, отраженное от дальней стороны аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру. Источник расположен в центре галактики, удаленной от нас примерно на 800 миллионов световых лет. Полученные данные и выводы ученых представлены в журнале Nature.

«Любой свет, который попадает в черную дыру, не покидает ее, поэтому, на первый взгляд, мы не должны видеть, что находится за ней. Однако у этих экзотических объектов есть интересные свойства, которые позволили увидеть ее «обратную сторону» – черные дыры искривляют окружающее их пространство, отклоняют излучение и скручивают магнитные поля вокруг себя», – рассказывает Дэн Уилкинс, ведущий автор исследования из Стэнфордского университета (Великобритания).

2

Впервые получен сигнал с обратной стороны черной дыры - Ин-Спейс

Экстремальное окружение сверхмассивной черной дыры в представлении художника. Credit: ESA

Целью наблюдений сверхмассивной черной дыры в центре галактики I Zwicky 1 было изучение таинственной особенности свойственной лишь некоторым из этих гравитационных монстров – короны.

Считается, что производящие чрезвычайно яркое рентгеновское излучение короны возникают, когда газ приближается к горизонту событий, где нагревается до миллионов градусов. При столь высокой температуре электроны отделяются от атомов, создавая намагниченную плазму, а вовлеченные в стремительное вращение дуги магнитного поля изгибаются и вздымается высоко вверх, где в конце концов полностью разрушаются под его действием.

«Магнитное поле нагревает все окружение черной дыры, в результате чего создаются электроны высокой энергии, которые производят рентгеновское излучение», – добавил Дэн Уилкинс.

Впервые получен сигнал с обратной стороны черной дыры - Ин-Спейс

На схеме показана корона черной дыры, производящая рентгеновские вспышки, и их световое «эхо», отраженное от аккреционного диска. Credit: ESA

Наблюдения черной дыры проводились с помощью рентгеновских телескопов NASA «NuSTAR» и ESA «XMM-Newton». Изначально астрономы выявили в данных две яркие вспышки. Их анализ, проведенный с применением вновь разработанного метода, который основан на оценках смещения длины света гравитацией черной дыры и временной задержке между начальными сигналами и их копиями, отраженными от передней части аккреционного диска, позволил создать карту окружающей среды вблизи горизонта событий.

Однако, присмотревшись к данным, ученые заметили еще одну серию из более слабых сигналов, которые оказались «эхом» тех же рентгеновских вспышек, отраженных от дальней части диска из газа, окружающего черную дыру.

Впервые получен сигнал с обратной стороны черной дыры - Ин-Спейс

Анимация показывает последовательность поступления рентгеновской вспышки и ее световых «эхо», отраженных от передней (показано желтым) и задней (показано красным) частей аккреционного диска. Credit: ESA

«Я несколько лет разрабатывал теоретические модели того, как эти отголоски рентгеновских вспышек отобразятся в наблюдениях, поэтому, как только я увидел их в данных, сразу смог проследить связь», – заключил Дэн Уилкинс.

Источник