Нещодавно періодичний спалах рентгенівської промені з далекої галактики був виявлений телескопом ЕКА. Причина загадкового явища ще не з'ясована до кінця, за винятком того, що рентгенівський спалах, який можна виявити кожні дев'ять годин, викликаний надмасивною чорною дірою. Своє відкриття вчені опублікували в журналі Nature.

Дивні спалахи з 250 мільйонів світлових років від нас

Мікродзеркальна місія ESA (XMM-Newton) - це періодичне рентгенівське випромінювання з далекої галактики, яке виявило спалахи в грудні минулого року.

Галактика GSN 069 знаходиться приблизно в 250 мільйонах світлових років від Землі, у центрі якої є активна чорна діра, а періодичні рентгенівські промені, як зазначалося, походять від.

загадкова

Галактика GSN 069 250 мільйонів світлового року, збільшена в лівому нижньому полі кадру, є ядром галактики, що приховує надмасивну чорну діру Джерело: Рентген: NASA/CXO/CSIC-INTA/G.Miniutti та ін. .; Оптичний: Рентгенологічний обсерваторійний центр DSS/Chandra

24 грудня 2018 року світіння посилилося до 100 факторів, дослідники вперше помітили це раптове освітлення.

Потім він повернувся до норми протягом однієї години і спалахнув знову через 9 годин.

Гігантські чорні діри, як правило, «мерехтять», як свічка, але такий тип інтенсивних періодичних змін, які спостерігаються в ядрі GSN 069 з грудня минулого року, є абсолютно новим явищем.

Рентгенівський телескоп XMM-Newton Джерело: YouTube

Поєднуючи дані рентгенівської обсерваторії Чандри NASA та рентгенівського телескопа XMM-Newton ESA, дослідники спостерігали за винятковою поведінкою чорної діри понад 2 місяці. Протягом цього часу було виявлено регулярну періодичність рентгенівських спалахів у повторюваному зразку.

Надзвичайна чорна діра GSN 069 нюхала чотири місяці матеріалу кожні дев'ять годин (Ілюстрація зображення) Джерело: Дуня Новини

Все це є свідченням того, що чорна діра, за розрахунками, дуже велика приблизно кожні 9 годин,

він споживає речовину, яка в чотири рази перевищує масу Місяця.

Рентгенівська обсерваторія Чандра Джерело: NASA

Дослідники вже спостерігали такі типи регулярного «прийому їжі» в чорних дірах із зірковою масою, але ніколи раніше в надмасивних чорних дірах.

Це може бути частіше, ніж те, що показують спостереження

Хоча раніше такого явища не спостерігалося, астрофізики вважають, що воно все ще може бути поширеним у Всесвіті.

Цілком ймовірно, що до цього часу це дивне явище не виявлено,

оскільки чорні діри в ядрах віддалених галактик зазвичай у мільйони разів або навіть у мільярди разів перевищують масу Сонця.,

і набагато більші за чорну діру, виявлену в GSN 069, яка важить "лише" 400000 мас Сонця.

Надмасивні чорні діри можуть перевищувати сонячну масу у мільярд разів (Ілюстрація зображення) Джерело: Universe Today)

Чим більша маса чорної діри, тим повільніше вона коливається, тому типова надмасивна чорна діра вивергається кожні кілька місяців або років, що робить її виявлення малоймовірним, оскільки спостереження рідко охоплюють такий тривалий період. (Надмасивні чорні діри є найбільшими за масою, і спостереження показують, що центр майже кожної галактики приховує таке небесне тіло.)

Це явище називають квазі-періодичними виверженнями (QPE).

Випромінювання рентгенівських променів генерується з матеріалу, який зливається з чорною дірою - з того, що він приваблює, поглинає під час нарощування - коли він нагрівається в процесі поглинання. Процеси в акреційній пластині можуть спричинити це явище, пов'язане з нестабільністю акреційного струму поблизу центральної чорної діри.

Збільшене зображення ядра галактики GSN 069 Джерело: рентген: NASA/CXO/CSIC-INTA/G.Miniutti та ін .; Оптичний: Рентгенівський центр обсерваторії DSS/Chandra

Також можливо, що матеріал акреційної пластини взаємодіє з іншою чорною дірою,

або із залишками зірки, яку раніше розірвала чорна діра.

Відкрита зараз система дає астрономам хороший шанс уважніше вивчити, як гарячий газ обтікає величезну чорну діру і, зрештою, як він "споживається".

Художня ілюстрація чорної діри Джерело: Інверс

QPE можуть допомогти пояснити дивовижні закономірності, що спостерігались дотепер у поведінці деяких активних чорних дір.

Найзагадковіші, незрозумілі об'єкти у Всесвіті

Чорна діра - це об’єкт надзвичайної щільності, який має настільки велику силу тяжіння, що навіть світло не може покинути її поверхню. Існування чорних дір вже було передбачено теорією загальної відносності Альберта Ейнштейна.

Загальна теорія відносності Ейнштейна теоретично передбачала існування чорних дір Джерело: Оріго

Область навколо чорної діри, де швидкість виходу досягає швидкості світла, називається горизонтом подій. Все, що відбувається в цьому, назавжди залишиться невидимим.

Чорна діра драматично впливає на її космічне середовище та найближчих сусідів;

пожирає сусідні зірки під час потужних сплесків гамма-променів,

а в одних областях він зупиняється, в інших, навпаки, посилює ріст нових зірок.

Тож проковтніть близьку зірку в чорній дірі (фантастичний малюнок) Джерело: NASA

Більшість чорних дір походять від залишків великих зірок, зруйнованих під час вибуху наднової

(зіткнення зірок також може призвести до виникнення чорних дір), після гравітаційного колапсу (гравітаційного колапсу) після вибуху наднової.

Складене зображення показує наднову з галактики M100, яка народилася внаслідок вибуху наднової SN1976C і може містити наймолодшу відому чорну діру з нашого району Джерело: https://www.space.com/11425-photos-supernovas-star-explosions .html

Коли ядро ​​вмираючої гігантської зірки руйнується, вище певної межі маси колапс стає нестримним, і в один момент гравітація стає настільки сильною, що швидкість виходу на поверхню руйнуючогося ядра збільшується до швидкості світла.

Художнє зображення горизонту подій чорної діри. Горизонт подій - це межа, в межах якої переважає лише сила тяжіння чорної діри Джерело: Wikimedia Commons

Тому ніщо не може залишити, навіть світло,

ось чому ці об'єкти з надщільною та жахливою силою тяжіння називаються чорними дірами. Міжзоряна речовина поблизу чорної діри притягується силою тяжіння об'єкта, процесом акреції.

Міжзоряний матеріал поблизу чорної діри всмоктується через велику гравітаційну силу небесного тіла Джерело: Рентген: NASA/CXC/UMass/D. Ван та ін .; Оптичні: NASA/ESA/STScI/D.Wang та ін .; ІЧ: NASA/JPL-Caltech/SSC/С.Столовий/Центр рентгенівської обсерваторії Чандра

Подібне явище відбувається, коли зірка наближається до чорної діри, оскільки за певної відстані гравітаційна сила чорної діри розриває зірку і всмоктує її матеріал. Коли гравітація лежачого отвору прискорюється, залучений матеріал прискорюється і нагрівається.,

а тим часом випромінює в космос рентгенівські промені.

Матеріал, що потрапляє в чорну діру, втрачає традиційну атомну структуру.

На службі науки два десятиліття

Оскільки земна атмосфера поглинає рентгенівські промені, лише телескоп, розміщений у космосі, може виявити та вивчити космічні джерела рентгенівського випромінювання. Тому відкриття було б неможливим без XMM Ньютона.

Космічна обсерваторія XMM-Ньютон - найпотужніший орбітальний рентгенівський телескоп,

яка досліджує Всесвіт у гарячому рентгенівському діапазоні, насамперед нейтронні зірки, чорні діри та активні галактики.

Художня ілюстрація рентгенівського телескопа XMM-Newton Джерело: ESA

XMM-Newton здатний виявити набагато більше джерел рентгенівського випромінювання, ніж будь-який з його попередників, і може бути чудовою підмогою у розгадуванні багатьох захоплюючих космічних таємниць, таких як те, що може статися в чорній дірі та навколо неї, або як галактики могли утворитися в ранній Всесвіт.

Художня ілюстрація того, як чорна діра ковтає нейтронну зірку. Джерело: https://www.space.com/black-hole-swallows-neutron-star-gravitational-waves.html

3 телескопи пристрою покриті 58 тонкими пластинами циліндричними нікелевими дзеркалами. Дзеркальні поверхні зроблені з матеріалу,

який не поглинає рентгенівські промені,

і розроблений таким чином, що вхідні промені стикаються з дзеркалами під вузьким кутом, оскільки це єдиний спосіб ефективно відбивати рентгенівські промені і направляти їх у фокусну точку.

Структура XMM-Ньютона Джерело: HEASARC-NASA

10 грудня 1999 року Європейське космічне агентство (ESA) запустило XMM-Newton, яке досліджувало глибини Всесвіту з моменту його запуску.