Черная дыра приоткрыла завесу тайн перед учеными / Фото: Pixabay
Во время изучения пяти квазаров ученые сделали удивительное открытие. Квазары представляют собой ядра активных галактик, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие вещество. При помощи при помощи рентгеновского телескопа "Чандра" астрономам удалось измерить скорость вращения черных дыр используя определение параметров вещества, активно поглощаемого этими загадочными объектами. О своих результатах ученые опубликовали в The Astrophysical Journal.
Смотрите также в сюжете о том, как в Украине наблюдали за редким космическим явлением:
Одна из важнейших задач при изучении квазаров — определение скорости вращения черных дыр, так как оно связано с историей роста таких объектов, взаимодействием с окружающим веществом, размером последней устойчивой орбиты и инициацией релятивистских струй, которые могут оказывать воздействие на всю родительскую галактику.
Падающее на черную дыру вещество образует разогретый аккреционный диск и еще более раскаленное и разреженное гало вокруг. Рентгеновское излучение центров активных галактик характеризуется нетепловым спектром со степенной зависимостью и хорошо объясняется моделью, где относительно холодный аккреционный диск является источником ультрафиолетовых фотонов, которые в процессе обратного комптоновского рассеяния на очень горячих электронах в гало приобретают дополнительную энергию.
Часть получающихся высокоэнергетических фотонов попадает обратно на аккреционный диск, создавая отраженное излучение, одним из основных компонентов которого является линия высокоионизованного железа Fe Kα с энергией 6,4 килоэлектронвольт. Свойства излучения в этой линии (уширение, колебания максимума и другие) давно используют для определения характеристик аккреционного диска и черной дыры. Считается, что эта линия возникает очень близко к центру системы, строгих доказательств этому нет.
Авторы исследования обратили внимание, что изученные объекты все отклоняются в одну сторону от эмпирической закономерности Ивасавы — Танигути, которая связывает эквивалентную ширину лини Fe Kα с рентгеновской светимостью. Оказалось, что у всех пяти объектов эквивалентная ширина, то есть ширина линии с максимальным поглощением, площадь которой (интегральный поток) такой же, как у данной, больше предсказываемой на основе установленной зависимости.
Астрономы считают, что данное отклонение объясняется микролинзированием, то есть гравитационным линзированием на не очень массивном объекте, например звезде, которое не приводит к искажению формы источника, но является причиной кратковременного повышения яркости. Авторы аргументируют эту интерпретацию тем, что микролинзирование усилит свечение более ярких самых центральных областей, а светимости разных изображений квазара оказываются различны.
В рамках этой гипотезы ученые оценили область излучения линии Fe Kα: половина света оказалась излучена с расстояния в 5,9 — 7,4 гравитационных радиусов черных дыр, что намного меньше, чем область генерации непрерывного рентгеновского излучения. Близость расположения к центральной черной дыре можно использовать для оценки скорости ее вращения, так как из-за эффекта Лензе — Тирринга вращающиеся черные дыры допускают вращение по более близким орбитам. Вращения во всех случаях оказались велики — значение соответствующего параметра оказалось выше 0,7 при предельном значении в единицу (скорости света), а в случае объекта Q 2237+0305 больше 0,92.
Напомним, что ранее полное солнечное затмение увидели с орбиты Луны. А недавно ученые обнаружили, что Млечный Путь столкнулся с темной материей.