Астрономы впервые смогли детально изучить и визуализировать физические условия, окружающие таинственные рентгеновские выбросы, порождаемые сверхмассивными черными дырами. Это стало возможным благодаря совместному анализу данных с телескопа NASA NICER, установленного на МКС, и ряда других космических обсерваторий.
Объектом исследования выступила система, известная как Ански, которая представляет собой восьмой известный науке пример квазипериодического извержения (QPE). Этот класс экстремальных энергетических событий был открыт сравнительно недавно. Ански выделяется даже на их фоне, установив новые рекорды по мощности, частоте и длительности вспышек. Рентгеновские выбросы здесь повторяются каждые 4,5 дня и длятся примерно полтора дня, что делает систему уникальной лабораторией для изучения.
Хотя природа QPE до конца не ясна, они вызывают огромный интерес в астрофизическом сообществе. Галактика Ански, расположенная в созвездии Девы на расстоянии около 300 миллионов световых лет, впервые привлекла внимание ученых в 2019 году. Наблюдения, проведенные с мая по июль 2024 года, позволили с беспрецедентной детальностью проследить эволюцию одной из таких вспышек, открыв новые грани в понимании этих редких космических феноменов.
Механизм извержений в системе Ански
Согласно современным представлениям, квазипериодические извержения возникают, когда объект сравнительно небольшой массы — например, звезда или компактный остаток звезды — совершает повторяющиеся проходы через аккреционный диск, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры. Каждое такое погружение приводит к выбросу облаков раскаленного газа, которые стремительно расширяются и испускают мощное рентгеновское излучение.
Обратите внимание: MIT и IBM хотят изменить наш мир с помощью искусственного интеллекта.
В случае с Ански расчеты показывают, что при каждом извержении выбрасывается масса, сопоставимая с массой планеты Юпитер, и это вещество разгоняется до скорости, составляющей почти 15% от скорости света.Исследователи полагают, что столь экстремальные характеристики могут быть связаны с необычным строением самого аккреционного диска. Возможно, диск вокруг черной дыры в системе Ански значительно больше, чем в других известных системах с QPE. Это позволяет в процесс извержений вовлекаться объектам, находящимся на большем удалении от центра, что и влияет на масштаб событий.
Команда ученых использовала данные NICER и европейского телескопа XMM-Newton, чтобы измерить размер и температуру газовых «пузырей», образующихся при каждом выбросе. Такой анализ впервые позволил составить подробную динамическую карту эволюции вещества в столь экстремальных условиях вблизи горизонта событий черной дыры.
Новая эра многоволновой астрономии
Изучение квазипериодических извержений в системах вроде Ански открывает путь к новой эре в астрономии — эре многоволновых наблюдений. Этот подход предполагает объединение данных, полученных в различных диапазонах электромагнитного спектра, а также информации о частицах и гравитационных волнах. Только такой комплексный взгляд может раскрыть полную картину столь сложных космических явлений. Системы с QPE, и Ански в частности, считаются идеальными целями для будущей космической гравитационно-волновой обсерватории LISA (Laser Interferometer Space Antenna), которую планирует запустить Европейское космическое агентство.
Стоит отметить, что сбор этих уникальных данных проходил не без трудностей. В 2023 году прибор NICER столкнулся с техническим сбоем, когда солнечный свет временно помешал наблюдениям. Однако после ремонта, проведенного в январе 2024 года, аппарат продолжил работу и сбор ценнейшей научной информации.
Наблюдения за системой Ански будут продолжены, что позволит уточнить и развить теоретические модели. Ученые подчеркивают, что наше понимание физики окрестностей черных дыр находится в самом начале пути. События, подобные квазипериодическим извержениям, представляют собой уникальную естественную лабораторию, где можно исследовать фундаментальные законы, управляющие аккрецией вещества и поведением пространства-времени в экстремальных условиях.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.