Обнаружена странная чёрная дыра с бьющимся "сердцем"

Сверхмассивная чёрная дыра в галактике RE J1034+396 удивила астрономов своим крайне необычным поведением. 13 лет назад она стала первой сверхмассивной "хищницей", излучение которой оказалось подвержено колебаниям, похожим на качания маятника или биение сердца. Потом Солнце закрыло этот объект от наблюдателей. И вот теперь он снова попал в поле зрения астрономов. И оказалось, что "сердце" чёрной дыры всё ещё бьётся!

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Напомним, что чёрная дыра называется сверхмассивной, если она тяжелее ста тысяч солнц. Подобные гиганты найдены практически во всех известных галактиках.

Сверхмассивные чёрные дыры (СЧД) в центрах галактик окружены дисками постепенно падающего на них вещества. Раскаляясь, эта материя ярко излучает во всех диапазонах. Именно поэтому мы и знаем о существовании этих монстров. Ведь сами по себе чёрные дыры ничего не излучают, а потому не видны в телескопы.

Иногда в окрестностях СЧД происходят мощные вспышки излучения. Это случается, когда по каким-то причинам на "хищницу" падает особенно щедрая порция вещества.

Между тем есть черта, почти совсем не свойственная сверхмассивным чёрным дырам. Это регулярные, воспроизводящиеся почти с точностью маятника колебания мощности излучения.

Только в 2007 году была обнаружена первая СЧД, ведущая себя подобным образом. Это оказалась обитательница галактики RE J1034+396, свет от которой добирается до Земли 560 миллионов лет. Её рентгеновское излучение испытывало явные колебания. Правда, они не имели постоянной амплитуды, но сохраняли стабильный период: около часа.

С тех пор было обнаружено ещё несколько подобных объектов, но переменность СЧД в RE J1034+396 оставалась самой значительной по средней амплитуде.

В 2011 году наблюдения галактики прекратились, так как между ней и рентгеновским телескопом XMM-Newton, который позволял следить за объектом, оказалось Солнце.

Только в 2018 году объект снова попал в поле зрения инструмента. К удивлению учёных, оказалось, что "сердце" СЧД всё ещё бьётся! Причём амплитуда стала в среднем даже больше, чем в первые годы наблюдений. А вот период остался почти таким же, уменьшившись примерно на три минуты.

Таким образом, чёрная дыра в RE J1034+396 стала не только первой открытой СЧД с регулярной переменностью, но и СЧД с самым долгоживущим "сердцем".

Астрономы пока не могут точно сказать, какие процессы порождают этот рентгеновский "пульс". Но у них есть гипотеза.

"Основная идея по поводу того, как формируется это сердцебиение, заключается в том, что внутренние части аккреционного диска расширяются и сжимаются", — говорит соавтор статьи Крис Дан (Chris Done) из Даремского университета.

По словам Дан, ранее была известна только одна чёрная дыра, аккреционный диск которой ведёт себя похожим образом. И она вовсе не сверхмассивная: объект имеет звёздную массу и расположен в Млечном Пути.

Исследователи собираются как можно подробнее изучить поведение СЧД в галактике RE J1034+396 и сравнить его со свойствами "младшей сестры". Это поможет разобраться, как ведёт себя вещество вблизи поверхности чёрной дыры, из-под которой ничего не может вырваться.