Астрофізики виявили зміни в яскравості світла, що спостерігається на околиці однієї з найближчих до нас чорних дір, розташованої на відстані 9600 світлових років від Землі.
Вчених зацікавила бінарна зоряна система MAXI J1820+070, виявлена японським рентгенівським телескопом на борту Міжнародної космічної станції у 2018 році. Як правило, у подібних бінарних системах знаходиться маломасивна зірка, схожа на наше Сонце, і набагато компактніший об’єкт — він може бути білим карликом, нейтронною зіркою або чорною дірою. MAXI J1820+070 містить чорну діру, маса якої принаймні в 8 разів перевищує масу нашого Сонця.
Світлова крива, яку проаналізували вчені, була отримана астролюбителями протягом майже річних спостережень по всьому світі. Зірка в MAXI J1820+070 — одна з трьох найяскравіших рентгенівських зірок, що коли-небудь спостерігалися. Це так не тільки тому, що вона вкрай близька до Землі, але й тому, що вона вдало знаходиться поза площиною нашої Галактики Чумацький Шлях. Оскільки вона залишалася яскравою протягом багатьох місяців, великій кількості людей вдалося за нею поспостерігати.
Але майже через 3 місяці після початку спалаху сталося щось несподіване — світлова крива наче зазнала величезної модуляції з періодом близько 17 годин — на піку спостерігалося подвоєння яскравості. При цьому в рентгенівському діапазоні не було жодних змін. Хоча невеликі квазіперіодичні видимі модуляції спостерігалися в минулому під час інших рентгенівських спалахів, нічого подібного раніше не спостерігалося. Що ж викликало таку незвичайну поведінку?
Матеріал із зірки втягується компактним об’єктом в оточуючий його акреційний диск зі спіралеподібного газу. Спалахи відбуваються, коли матеріал у диску нагрівається, акрецирує на чорну дірку і вивільняє величезну кількість енергії, перш ніж перетнути обрій подій. Цей процес хаотичний і дуже мінливий, його тимчасові масштаби варіюються від мілісекунд до місяців.
Коли величезне рентгенівське випромінювання виходить з дуже близької чорної діри, а потім опромінює навколишню матерію, зокрема акреційний диск, нагріваючи його до температури близько 10 тис К, його випромінювання знаходиться в оптичному діапазоні, зокрема, ми бачимо світло, що випромінюється. Саме тому, коли інтенсивність рентгенівського спалаху зменшується, зменшується і видиме світло.
Залишалося лише одне можливе пояснення: величезний потік рентгенівського випромінювання опромінював акреційний диск і викликав його викривлення, що забезпечувало сильне збільшення площі, внаслідок чого збільшувався і світловий потік. Така поведінка вже спостерігалася раніше в рентгенівських бінарах з масивнішими зірками, але ніколи не спостерігалася в системах із чорною діркою та маломасивною зіркою.
Астрофізики знають про кілька десятків бінарних систем з чорними дірками в нашій Галактиці, що мають маси в діапазоні 5-15 сонячних мас. Вони також зростають шляхом акреції матерії.
Читайте також:
- Чорна діра «Єдиноріг» може бути найменшою і найближчою до Землі
- Чорна діра раптово потемнішала, і ніхто не знає чому