Сверхмассивные черные дыры — одни из самых необычных объектов во Вселенной, способные помочь понять структуру реальности. Команда ученых из США провела комплексное изучение черной дыры в центре Галактики и обнаружила новые феномены.

Стрелец А* (Sgr A*) — сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, расположенная к нам в 100 раз ближе, чем любая другая из ближайших сверхмассивных черных дыр. Учитывая этот факт, Sgr A* — главный кандидат на изучение свечения вещества по мере его аккреции в черную дыру.

За центром Галактики наблюдали десятилетиями. Моделирование механизмов изменчивости света — серьезный вызов нашему пониманию аккреции в сверхмассивные черные дыры, но считается, что соотношение между временем вспышек на разных длинах волн может раскрыть информацию о пространственной структуре: например, о том, становится ли материал горячее вблизи черной дыры. Одна из главных помех продвижения в этом вопросе — малочисленность одновременных наблюдений на разных длинах волн.

Астрономы Джованни Фазио, Джо Хора, Стив Уилнер, Мэтт Эшби, Марк Гарведд и Говард Смит из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и их коллеги провели серию многоволновых наблюдательных кампаний, включавших использование камеры IRAC на телескопе «Спитцер», рентгеновскую обсерваторию «Чандра», а также наземные Обсерваторию Кека и комплекс Submillimeter Array (SMA). Их исследование описано в журнале Astrophysical Journal. «Спитцер» смог непрерывно наблюдать за флуктуациями черной дыры в течение 23,4 часа во время каждой сессии, чего не в состоянии сделать ни одна наземная обсерватория.

Многоволновой вид области вокруг галактического центра Млечного Пути в рентгеновском (синий), инфракрасном (красный) и оптическом спектрах. Астрономы измерили события вспышек на разных длинах волн, исходящих от сверхмассивной черной дыры в самом центре / © X-ray: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy

Вычислительное моделирование излучения вблизи черной дыры представляет собой сложную работу, требующую, помимо всего прочего, симуляции аккреции материала, его нагрева и излучения, а также предсказания Общей теории относительности в отношении того, как это излучение будет видеть наблюдатель (так как все это происходит вблизи черной дыры — вероятно, вращающейся). Теоретики подозревают, что излучение на коротких длинах волн появляется ближе к объекту, а более холодные излучения — уже дальше от него. Другими словами, сначала происходит излучение на коротких волнах, а за ним следует излучение на длинных.

Следовательно, задержка во времени может отражать расстояние между этими зонами. Действительно, при более ранних наблюдениях, часть из которых провела та же команда, ученые обнаружили, что горячие околоинфракрасные вспышки предшествовали субмиллиметровым вспышкам, наблюдаемым на SMA. В своей работе исследователи сообщают о двух вспышках, вероятно, нарушающих эти и другие очевидные модели: первое событие произошло одновременно на всех длинах волн, во втором — рентгеновские, околоинфракрасные и субмиллиметровые вспышки происходили с разницей в час, то есть не совсем одновременно, но все же крайне близко друг к другу. Новые наблюдения расширятся в ходе будущих одновременных кампаний.

Источник: Naked Science

Астрономы из Соединенного Королевства сообщают о первом обнаружении материи, падающей со скоростью в 30 процентов от скорости света на черную дыру, расположенную в центре галактики под названием PG211+143, находящейся на расстоянии в миллиарды световых лет от нас.  Эта команда, возглавляемая профессором Университета Лестера Кеном Паундсом (Ken Pounds), использовала в своей работе данные, собранные при помощи рентгеновской космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства, для анализа поведения этой черной дыры.

В центре почти каждой галактики Вселенной лежит сверхмассивная черная дыра, окрестности которой не может покинуть ничто, включая свет. Однако перед падением на черную дыру материя обильно излучает запасенную в ней гравитационную энергию, что приводит к яркому свечению. Поскольку непосредственный размер черной дыры (точнее, размер ее горизонта событий) обычно весьма мал ввиду ее огромной плотности, падение материи на черную дыру происходит не в прямом направлении, а по спирали, в результате чего вокруг черной дыры формируется светящийся диск материи.

Орбита газа, движущегося вокруг черной дыры, обычно сонаправлена с орбитой собственного вращения центрального компактного объекта, однако это правило соблюдается не всегда. В своей новой работе команда Паундса наблюдала случай, когда направление вращения газа вокруг сверхмассивной черной дыры отличается от направления ее собственного вращения. Изучив рентгеновские спектры галактики PG211+143, лежащей на расстоянии в один миллиард световых лет от нас в направлении созвездия Волосы Вероники, авторы выяснили, что рентгеновское излучение этой галактики демонстрирует значительное красное смещение, что может объясняться движением материи этой галактики прямиком в сторону центральной сверхмассивной черной дыры с огромной скоростью, составляющей порядка 30 процентов от скорости света. Этот газ почти не вращается вокруг черной дыры, а движется прямо к ее центру по прямой линии, находясь на невероятно близком к центру черной дыры расстоянии, составляющем всего лишь 20 размеров черной дыры, выяснили исследователи.