Главная Новости Ученые рассказали, как корона черной дыры исчезла и появилась вновь

Черная дыра лишилась своей короны

Астрономы впервые увидели, как корона из горячих электронов вокруг сверхмассивной черной дыры сначала почти полностью исчезла, а потом восстановилась. Ученые считают, что причиной события стало приливное разрушение звезды, которая слишком близко подошла к черной дыре. Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Сегодня сверхмассивные черные дыры — компактные объекты с массами 10^5—10^11 масс Солнца — обнаруживают в центре многих галактик, включая Млечный путь. Они медленно поглощают окружающее их вещество, формируя вокруг себя аккреционный диск из газа и пыли, основная часть излучения которого приходится на мягкий рентгеновский диапазон, пишет Альтернативная наука.

Однако когда существенное количество материи начинает падать на черную дыру, высокоэнергетические частицы образуют вблизи внутреннего края аккреционного диска корону, которая светит в жестком рентгеновском диапазоне. Наблюдения показывают, что по мере того, как черная дыра поглощает вещество, яркость короны может падать или возрастать в 100 раз. Тем не менее, до сих пор астрономы никогда не видели, чтобы она исчезала почти полностью.

Исчезновение короны черной дыры

В марте 2018 году система All-Sky Automated Survey for Super-Novae, которая наблюдает ночное небо в поисках сверхновых, зарегистрировала вспышку в галактике 1ES 1927+654. Она исходила от находящейся в центре активной сверхмассивной черной дыры. Яркость источника возросла в 40 раз, и астроном Клаудио Риччи (Claudio Ricci) из Университета Диего Порталес вместе с коллегами решил более подробно пронаблюдать его в рентгеновском, ультрафиолетовом и оптическом диапазоне. Для этого команда использовала несколько телескопов, включая Swift, XMM-Newton и NICER.

Благодаря наблюдениям, астрономы увидели, что яркость активного галактического центра после вспышки сильно снизилась. Падение было особенно заметно в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне — это стало сигналом того, что корона черной дыры почти полностью и внезапно испарилась. Примечательно, что сокращение яркости произошло очень быстро — примерно в 10 тысяч раз менее чем за год, хотя, по словам ученых, такие изменения должны происходить гораздо медленнее, в течение тысяч или даже миллионов лет. Кроме того, светимость источника могла резко упасть даже в течение дня — например, астрономы удалось зарегистрировать сокращение яркости в 100 раз за 8 часов.

Однако спустя некоторое время после того, как корона источника испарилась, его светимость начала постепенно восстанавливаться. Спустя 100 дней яркость центра 1ES 1927+654 превысила изначальное значение примерно в 20 раз. Авторы статьи объясняют это тем, что мимо черной дыры прошла звезда, и ее разрушение под действием приливных сил привело к временному исчезновению короны. Согласно их теории, куски звезды попали в аккреционный диск, что спровоцировало быстрое поглощение материи из его внутренней части. Это привело к истощению внутреннего региона и нарушению работы магнитных полей вокруг черной дыры, в результате чего они временно оказались не способны генерировать и поддерживать высокоэнергетическую корону. Затем, когда вещество звезды рассеялось по диску, магнитные поля восстановились и у черной дыры снова появилась корона.

Открытие не только позволяет лучше понять, как формируются короны черных дыр, но и лучше изучить физику аккреции, а также понять связь между резкими изменениями яркости и внутренними областями аккреционного диска. Астрономы надеются, что в будущем им удастся выяснить, как часто во Вселенной происходят подобные события с помощью таких инструментов как eROSITA и Einstein Probe.