Сверхмассивная черная дыра испустила вспышку вдали от нас, но ее сильная гравитация перенаправила взрыв обратно в нашу сторону

При взгляде почти на ребро турбулентный диск газа, бурлящий вокруг черной дыры, приобретает сумасшедший двугорбый вид. Чрезвычайная гравитация черной дыры изменяет пути света, исходящего из разных частей диска, создавая искаженное изображение. Сильное гравитационное поле черной дыры перенаправляет и искажает свет, исходящий из разных частей диска, но то, что мы видим, зависит от угла обзора. Наибольшие искажения возникают при просмотре системы почти под углом. Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА / Джереми Шнитман.

В 1916 году Альберт Эйнштейн завершил свою теорию общей теории относительности, путешествие началось в 1905 году с его попыток примирить собственные теории тяготения Ньютона с законами электромагнетизма. После завершения теория Эйнштейна предоставила единое описание гравитации как геометрического свойства космоса, в котором массивные объекты изменяют кривизну пространства-времени, влияя на все вокруг них.

Более того, уравнения поля Эйнштейна предсказывали существование черных дыр, объектов настолько массивных, что даже свет не может покинуть их поверхность. ОТО также предсказывает, что черные дыры будут изгибать свет в непосредственной близости от них – эффект, который астрономы могут использовать для наблюдения за более удаленными объектами. Опираясь на эту технику, международная группа ученых совершила беспрецедентный подвиг, наблюдая свет, вызванный рентгеновской вспышкой, которая произошла за черной дырой.

Группу возглавлял доктор Дэн Уилкинс, астрофизик из Института астрофизики элементарных частиц и космологии им. Кавли при Стэнфордском университете, а также НАСА Эйнштейн. К нему присоединились исследователи из Университета Святой Марии в Галифаксе, Новая Шотландия; Институт гравитации и космоса Университета штата Пенсильвания и Нидерландский институт космических исследований SRON.

Световое эхо из-за черной дыры

Иллюстрация того, как свет отражается от черной дыры. Предоставлено: ESA.

Используя космические телескопы XMM-Newton и NASA NuSTAR, Уилкинс и его команда наблюдали яркие рентгеновские вспышки, исходящие от сверхмассивного объекта. черная дыра (СМЧД) расположена в центре спиральной галактики I Zwicky 1, находящейся на расстоянии 1800 световых лет от Земли. Астрономы не ожидали увидеть это, но из-за чрезвычайной гравитации SMBH (которая исходит от 10 миллионов солнечных масс), вспышки позади нее были сделаны видимыми для XMM-Newton и NuSTAR.

Открытие было сделано в ходе исследования, целью которого было узнать больше о ярком и загадочном рентгеновском свете, который окружает горизонт событий черной дыры. Считается, что эта «корона» (так ее прозвали) является результатом того, что газ непрерывно падает в черную дыру и образует вокруг нее вращающийся диск. Когда кольцо ускоряется почти до скорости света, оно нагревается до миллионов градусов и генерирует магнитные поля, которые скручиваются в узлы.

В конце концов, эти поля искажаются до такой степени, что они ломаются и высвобождают всю энергию, которую они хранят внутри. Эта энергия затем передается материи в окружающем диске, что создает «корону» из высокоэнергетических рентгеновских электронов. Рентгеновские вспышки были впервые видны Уилкинсу и его команде в виде светового эха, которое отражалось от падающих частиц газа, аккрецированных на поверхность черной дыры.

В этом случае наблюдаемая рентгеновская вспышка была настолько яркой, что часть рентгеновских лучей падала на газовый диск, падающий в черную дыру. По мере того, как вспышки стихали, телескопы улавливали более слабые вспышки, которые были отголосками вспышек, отражающихся от газа позади черной дыры. Свет от этих вспышек был отклонен интенсивной гравитацией черной дыры и стал видимым в телескопы, хотя и с небольшой задержкой.

XMM-Newton Спутник

На этой иллюстрации показан рентгеновский аппарат XMM-Newton, крупнейший на сегодняшний день научный спутник, построенный ЕКА (Европейское космическое агентство), на околоземной орбите. Предоставлено: ESA / D. Ducros

Команда смогла определить источник рентгеновских вспышек, основываясь на определенных «цветах» света (их конкретной длине волны), который они излучали. Цвета рентгеновских лучей, приходящих с обратной стороны черной дыры, были немного изменены из-за экстремальной гравитационной среды. Добавьте к этому тот факт, что рентгеновские эхо-сигналы видны в разное время в зависимости от того, от какого места на диске они были отражены, они содержат много информации о том, что происходит вокруг черной дыры.

В результате эти наблюдения не только подтвердили поведение, предсказанное общей теорией относительности, они также позволили команде впервые изучить процессы, происходящие за черной дырой. В ближайшем будущем Уилкинс и его команда хотят использовать эту технику для создания трехмерной карты окружающей черной дыры и исследования других загадок черной дыры. Например, Уилкинс и его коллеги хотят разгадать загадку того, как корона произвела такие яркие рентгеновские вспышки.

Эти миссии будут по-прежнему полагаться на космический телескоп XMM-Newton, а также предложенную Европейским космическим агентством рентгеновскую обсерваторию нового поколения, известную как Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics (ATHENA). Эти и другие космические телескопы, запуск которых запланирован на ближайшие годы, обещают раскрыть гораздо больше о частях Вселенной, которые мы не видим, и пролить больше света на многие ее загадки.

Первоначально опубликовано Вселенная сегодня.

Мы будем рады и вашему мнению

Оставить отзыв

https://www.mygamenews.ru/