Черная дыра-монстр оказалась фабрикой антиматерии

 Астрофизики проследили за гамма-излучением недавно проснувшейся черной дыры-микроквазара V404 в созвездии Лебедя и обнаружили, что она вырабатывает большое количество антиматерии в виде позитронов, «злых двойников» электронов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Считается, что микроквазары возникают в двойных звездных системах, составленных из относительно большой и короткоживущей звезды и ее меньшего компаньона. Когда большая звезда исчерпывает запасы ядерного горючего, на ее месте возникает черная дыра, начинающая «воровать» материю у своего соседа. Часть этой материи выбрасывается в виде раскаленной струи газа, движущейся с околосветовой скоростью. На настоящий момент ученые нашли только четыре микроквазара в нашей Галактике, и ни одного — за ее пределами.

В июне 2015 года, как пишут Томас Зигерт (Thomas Siegert) из Института внеземной физики в Гархинге (Германия) и его коллеги, внезапно пробудился один из самых известных микроквазаров — система V404 в созвездии Лебедя, находившаяся в «спячке» до этого момента на протяжении более 26 лет.

Данный объект, расположенный в примерно 6 тысячах световых лет от Земли, был открыт в 30 годах прошлого века, и с тех пор он пережил три мощных вспышки, позволивших астрономам подробно изучить его структуру. Он представляет собой пару из обычной звезды с массой примерно в 0,7 Солнца и черной дыры, которая примерно в девять раз тяжелее нашего светила.

Начиная с 15 июня, яркость этого микроквазара выросла до такой степени, что она превысила яркость Крабовидной туманности, самого яркого объекта на ночном небе в рентгеновском диапазоне, в 40 раз. Вспышка продолжалась примерно 11 дней, что позволило ученым подробно изучить квазар при помощи орбитальных рентгеновских телескопов Swift и INTEGRAL.

Одной из главных загадок V404 и других микроквазаров, рассказывает Зигерт, является то, как они вырабатывают эти мощные вспышки излучения, и то, как они разгоняют «выплевываемую» ими материю до околосветовых скоростей.

Как объясняют ученые, за последние годы их коллеги открыли несколько разных механизмов разгона материи и формирования излучения энергии, каждый из которых оставляет свой характерный след в спектре рентгеновской и гамма-вспышки, порождаемой квазарами и прочими компактными объектами. Зигерт и его коллеги надеялись найти их, анализируя то, как много энергии было выделено во время вспышки на V404 в разных частях спектра.

Анализ спектра июньской вспышки раскрыл необычный пик в силе рентгеновского излучения, который приходился на волны с длиной в 2,42 пикометра (10 в минус 12 степени метра), что «выдало» ученым один из источников этого излучения — облако из экзотической электрон-позитронной плазмы, рожденное в результате столкновения гамма-лучей высокой энергии между собой.

Как отмечают ученые, во время вспышки каждую секунду в окрестностях V404 рождалось 10 в 42 степени позитронов, лишь часть из которых сталкивалась с электронами и порождала те рентгеновские волны, которые видели Swift и INTEGRAL.

Значительная часть частиц антиматерии, по словам Зигерта, должна была быть выброшена в открытый космос вместе с «выплевываемой» материей, где эти облака позитрон-электронной плазмы должны были постепенно распадаться, порождая характерные всплески гамма-излучения, ассоциируемые с взаимной аннигиляцией позитронов и электронов.

Подобные микроквазары, как считают авторы статьи, могут быть источником загадочных позитронов и связанного с ними рассеянного рентгеновского излучения, исходящего из центра нашей Галактики, объяснить которое ученые до сих пор не могли. По всей видимости, система V404 и ее «кузены» являются фабриками антиматерии, которые снабжают Галактику дефицитными позитронами. Если это действительно так, то тогда в центре Млечного Пути должно обитать от одной до 10 тысяч микроквазаров, заключают ученые.