Чорні діри – найзагадковіші об’єкти у Всесвіті, з особливостями, що наче зійшли з науково-фантастичного фільму.
Наприклад, чорні діри зоряної маси з масою приблизно в 10 сонць виявляють своє існування, поглинаючи матеріали зі своїх зірок-супутників. А в деяких випадках надмасивні чорні діри накопичуються в центрі деяких галактик, утворюючи яскраві компактні області, відомі як квазари, з масами від мільйонів до мільярдів мас нашого Сонця. Підгрупа акреційних чорних дір зоряної маси, які можуть випускати струмені сильно намагніченої плазми, називається мікроквазарами.
Міжнародна група вчених, в тому числі астрофізик UNLV Бінг Чжан, повідомляє в журналі Nature про спеціальну кампанію спостережень за галактичним мікроквазаром, який отримав назву GRS 1915+105. Команда виявила особливості системи мікроквазарів, які ніколи раніше не спостерігалися.
Використовуючи масивний п’ятисот метровий сферичний радіотелескоп з апертурою (FAST) в Китаї, астрономи вперше виявили сигнал квазіперіодичних коливань (QPO) в радіодіапазоні від будь-якої системи мікроквазарів. Квазіперіодичні коливання – це явище, яке астрономи використовують, щоб зрозуміти, як функціонують зоряні системи, такі як чорні діри. Хоча QPO спостерігалися в рентгенівському випромінюванні мікроквазарів, їхня присутність поза цим контекстом – як частини радіовипромінювання системи – є унікальною.
“Особливий сигнал QPO має приблизний період 0,2 секунди або частоту близько 5 Герц”, – сказав Вей Ван, професор Уханьського університету в Китаї, який очолював команду, що зробила це відкриття. “Такий сигнал існує не завжди та проявляється лише за особливих фізичних умов. Нашій команді пощастило зловити сигнал двічі – у січні 2021 року та червні 2022 року відповідно”.
За словами Чжана з UNLV, директора Центру астрофізики Невади та одного з авторів-кореспондентів дослідження, ця унікальна особливість може надати перші докази активності “струменя”, запущеного галактичною чорною дірою зоряної маси. За певних умов деякі бінарні системи чорних дір випускають струмінь – суміш паралельних пучків зарядженої матерії та магнітного поля, яка рухається зі швидкістю, що наближається до швидкості світла.
“У системах акреційних чорних дір рентгенівське випромінювання зазвичай досліджує акреційний диск навколо чорної діри, тоді як радіовипромінювання зазвичай досліджує струмінь, запущений з диска і чорної діри”, – сказав Чжан. “Детальний механізм індукування часової модуляції в релятивістському струмені не визначений, але одним з правдоподібних механізмів може бути те, що струмінь знаходиться під дією прецесії, що означає, що напрямок струменя регулярно змінюється в різні боки та повертається до початкового напряму кожні 0,2 секунди”.
Чжан каже, що цей ефект може бути викликаний розбіжністю між віссю обертання чорної діри та її акреційним диском (надзвичайно гарячими, яскравими газами, що обертаються навколо чорної діри), що є природним наслідком затягування простору-часу поблизу чорної діри, яка швидко обертається.
“Однак існують й інші можливості, і подальші спостереження цього та інших галактичних мікроквазарних джерел принесуть більше ключів до розуміння цих загадкових QPO-сигналів”, – сказав Чжан.
Читайте також: