Рентгеновское эхо позволило нарисовать карту окружения чёрных дыр
Это излучение является «эхом» рентгеновского всплеска самой чёрной дыры (ЧД): через полчаса после вспышки от материи, проваливающейся в ЧД, её аккреционный диск также вспыхивает отражённым излучением в рентгеновском диапазоне.
Считается, что излучение активных ядер галактик (АЯГ) обусловлено процессом падения материи в сверхмассивную ЧД в их центре. При этом периодические вспышки в рентгеновском диапазоне, предположительно, связаны с релятивистскими струями, вырывающимися из них при поглощении материи.
Одним из признаков этого является так называемая широкая полоса железа в аккреционном диске, считающаяся признаком наличия в АЯГ вращающейся ЧД. Возбуждённые атомы железа в аккреционом диске выдают излучение с энергиями от 6 до 7 тыс. электронвольт — в несколько тысяч раз больше, чем у видимого света, — и эта линия, называемая также «железной К-линией», прочно ассоциируется сегодня с окрестностями ЧД.
| Объект, излучающий в рентгеновском диапазоне (выделен голубым), находится на 4 а. е. выше самой чёрной дыры. Для масштаба наложены орбиты планет Солнечной системы. (Иллюстрация NASA's Goddard Space Flight Center.) |
По мнению исследователей, обнаруженное ими эхо — явное отражение релятивистских эффектов, которые влияют на прохождение рентгеновских лучей, идущих от нижних слоёв аккреционного диска; гравитация ЧД не даёт им свободно покидать окрестности этого сверхмассивного объекта. Этот релятивистский эффект также отражается на ширине K-линии.
Согласно разработанной исследователями модели, после всплеска рентгеновского излучения от источника, находящегося в окрестностях ЧД, ширина К-линии резко и одномоментно увеличивается с задержкой, называемой релятивистской реверберацией (отражением) и определяемой огромной гравитацией ЧД. Именно это «эхо» и зарегистрировали учёные.
Чтобы проверить гипотезу, астрономы пустили в дело результаты наблюдений галактики NGC 4151 космическим телескопом XMM-Newton. NGC 4151, находящаяся в созвездии Гончих Псов, отстоит от Млечного Пути на 45 млн световых лет. Анализ накопленных за несколько лет данных показал — впервые в истории астрономии — следы многочисленных релятивистских ревербераций. При этом выяснилось, что задержка в прохождении рентгеновского излучения составляет полчаса и соответствует расположению загадочного источника такого излучения в 4 а. е. над ЧД.
Отчёт об исследовании учёные представили в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Подготовлено по материалам НАСА.
Комментарии 0
