Астрономы нашли следы "пульса" черной дыры в далеком от нее облаке газа

Астрономы обнаружили в созвездии Орла газопылевую туманность, сила свечения которой меняется синхронно с тем, как падает и растет уровень активности черной дыры в звездной системе SS 433, удаленной от нее на 100 световых лет. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба Немецкого синхротронного центра DESY со ссылкой на статью в журнале Nature Astronomy.

"Это крайне удивительное открытие, связывающее колебания в силе гамма-свечения газопылевого облака и уровень активности черной дыры, расположенной в 100 световых годах от этого скопления газа. Выбросы микроквазара SS 433 даже не направлены в его сторону! Что порождает эту связь, мы даже приблизительно не можем сказать", - заявил Ли Цзянь (Li Jian), астрофизик из DESY, чьи слова приводит пресс-служба центра.

Микроквазары представляют собой один из самых редких типов объектов во Вселенной. Они возникают в двойных звездных системах, куда входит относительно большая и короткоживущая звезда и ее менее крупный компаньон.

Когда большая "сестра" исчерпывает запасы ядерного горючего и взрывается в виде сверхновой, на ее месте возникает нейтронная звезда или черная дыра. Она начинает "воровать" материю у своего "соседа" и выбрасывает часть ее в виде джета, раскаленной струи газа, движущейся с околосветовой скоростью.

Самым известным объектом такого рода является микроквазар SS 433, расположенный в 15 тыс. световых лет от Земли в созвездии Орла. Он представляет собой пару из черной дыры, чья масса превышает солнечную в 10-20 раз, и обычной звезды. Недавние наблюдения за этим микроквазаром показали, что его выбросы были похожи на гигантские спирали, а сила самих выбросов постоянно менялась.

Это, как тогда предположили ученые, было связано с тем, что диск из "украденной" материи, окружающий SS 433, был наклонен под углом по отношению к орбитам, по которым черная дыра и звезда вращаются друг вокруг друга. В результате этого направление джета черной дыры постоянно меняется с периодичностью примерно в 162 дня, что порождает характерные пульсации в свечении этого микроквазара.

Незримая космическая связь

Ли Цзянь и его коллеги открыли еще одно крайне необычное и пока необъяснимое свойство данного микроквазара, анализируя фотографии окрестностей SS 433, полученные при помощи инструментов орбитального телескопа Fermi. Изначально ученые пытались найти следы периодических вспышек гамма-излучения, которые предположительно порождаются выбросами микроквазара.

Для этого ученые искали все периодические сигналы, которые менялись с той же частотой, как и активность SS 433 в других диапазонах электромагнитного излучения. Крайне неожиданным образом, Ли Цзянь и его коллеги нашли подобные периодические колебания в силе ультрафиолетового свечения примерно в 100 световых годах к востоку от черной дыры.

Их источником, как показали последующие наблюдения, выступало почти невидимое облако из газа и пыли, получившее имя J1913+0515. Изучив его фотографии, которые Fermi получал на протяжении последних восьми лет, ученые пришли к выводу, что ультрафиолетовый "пульс" туманности в точности совпадал с колебаниями яркости SS 433 на протяжении всего этого времени.

Учитывая огромное расстояние между черной дырой и J1913+0515, ученые пока не могут точно сказать, как они связаны между собой. Пока ученые предполагают, что эту синхронизацию порождают потоки протонов, порождаемые концом джета или же диском аккреции черной дыры. Они достигают облака газа и заставляют его светиться, сталкиваясь с атомами газа и частицами пыли.

Последующие наблюдения, как надеются исследователи, помогут им проверить эту теорию и раскрыть возможный источник протонов, заставляющих и черную дыру, и туманность синхронизировать их "пульс".