Рентгеновское эхо показало черную дыру «убийцу» крупным планом

Примерно 3,9 миллиарда лет назад интенсивное приливное притяжение огромной черной дыры в центре далекой галактики измельчило звезду, которая подошла слишком близко. Когда рентгеновские лучи, произведенные событием, достигли Земли 28 марта 2011 года они были пойманы спутником NASA «Swift». В течение нескольких дней после обнаружения «убийства» астрономы пришли к выводу, что взрыв, названный Swift J1644 + 57, представлял собой приливное разрушение звезды и внезапное оживление ранее неактивной черной дыры.

В новом исследовании астрономы с помощью архивных наблюдений спутника «Swift», орбитального рентгеновского спутника ESA «Newton» и японской космической рентгеновской обсерватории «Suzaku» выявили отражения рентгеновских вспышек, исходящих при пожирании звезды черной дырой, и впервые составили карту потока газа вблизи пробудившегося монстра.

Звездные обломки, падающие в черную дыру, собираются во вращающуюся структуру, известную как аккреционный диск. В нем газ сжимается и нагревается до миллионов градусов, прежде чем попасть в горизонт событий, откуда уже не вырваться. Аккреционный диск Swift J1644 + 57 был толще, более бурным и хаотичным, чем стабильные диски, которые успели выстроиться в стройную структуру.

Одним из сюрпризов исследования является то, что высокоэнергетические рентгеновские лучи возникают во внутренней части диска. Ранее астрономы считали, что большая часть излучения возникает из узких струй частиц, разогнанных до скорости близкой к скорости света.

«Мы видим поток от Swift J1644 + 57, но рентгеновские лучи исходят от компактной области вблизи черной дыры в основании круглой воронки падающего газа,» – сказала соавтор исследования Лисинь Даи, научный сотрудник из Мэрилендского университета в Колледж-Парке.

Изображение Swift J1644 + 57, полученное 28 марта 2011 года. Credits: NASA/Swift/Stefan Immler

Рентгеновские лучи, возникающие вблизи черной дыры, возбуждают ионы железа, заставляя их флуоресцировать с отличительным высокоэнергетическим свечением.

«Прямой свет от вспышки имеет различные свойства с его эхом, и мы можем обнаружить отголоски путем мониторинга изменений яркости рентгеновских лучей различных энергий,» – добавил соавтор исследования Джон Миллер, профессор астрономии из Университета штата Мичиган.

Swift J1644 + 57 является одним из всего трех известных приливных разрушений, которые произвели высокоэнергетические рентгеновские лучи, и остается единственным на сегодняшний день событием, пойманным на пике этого излучения.

Исследователи оценили массу черной дыры примерно в миллион солнечных масс, но пока не смоги измерить ее спин. С будущими моделированиями аккреционных потоков команда надеется, что им удастся это сделать.