Масив ядерного спектроскопічного телескопа НАСА (NuSTAR) зафіксував вражаючу подію: сила тяжіння супермасивної чорної діри на сусіднє рентгенівське світло.
За лічені дні корона - хмара частинок, що подорожують зі швидкістю світла - потрапила до чорної діри. Спостереження є потужним випробуванням теорії загальної відносності Ейнштейна, яка говорить, що гравітація може згинати простір-час, тканину, яка формує наш Всесвіт, і світло, яке рухається по ньому.
"Корона нещодавно обвалилася до чорної діри, внаслідок чого інтенсивна сила тяжіння чорної діри потягла все світло на навколишній її диск, де матеріал спірально прокручується всередину", - сказав співавтор Майкл Паркер з Інституту астрономії в Кембриджі, США Королівство, у прес-релізі.
Надмасивна чорна діра, відома як Маркаріан 335, знаходиться приблизно в 324 мільйонах світлових років від Землі в напрямку сузір'я Пегаса. Така екстремальна система видавлює приблизно в 10 мільйонів разів більше маси нашого Сонця в область лише в 30 разів більше діаметра Сонця. Він крутиться так швидко, що простір і час тягнуться з собою.
Супутник НАСА Свіфт протягом багатьох років проводив моніторинг Mrk 335, нещодавно зазначивши різку зміну яскравості рентгенівських променів. Тож NuSTAR було перенаправлено, щоб по-другому переглянути систему.
Протягом двох років NuSTAR збирає рентген з чорних дір і вмираючих зірок. Його спеціальність - аналіз високоенергетичних рентгенівських променів в діапазоні від 3 до 79 кілоелектронних вольт. Спостереження в рентгенівському світлі з низькою енергією показують чорну діру, затемнену хмарами газу та пилу. Але NuSTAR може детально ознайомитись з тим, що відбувається біля горизонту події, області навколо форми чорної діри, світло якої вже не може уникнути гравітації.
Зокрема, NuSTAR здатний бачити пряме світло корони та відбите світло від накопичувального диска. Але в цьому випадку світло розмивається через поєднання кількох факторів. По-перше, доплерівський зсув впливає на спінінг-диск. На стороні, що відкручується від нас, світло зміщується на червоніші довжини хвилі (і, отже, меншу енергію), тоді як на стороні, що обертається до нас, світло зміщується до більш сильних довжин хвиль (а отже, і більшої енергії). Другий ефект пов'язаний з величезними швидкостями обертання чорної діри. І остаточний ефект - це сила тяжіння чорної діри, яка тягне світло, внаслідок чого вона втрачає енергію.
Всі ці фактори спричиняють розмивання світла.
Інтригуюче, спостереження NuSTAR також показали, що стискання сили тяжіння чорної діри тягнуло світло корони на внутрішню частину накопичувального диска, краще освітлюючи його. NASA пояснює, що як би хтось світив ліхтариком для астрономів, корона, що зміщується, засвітила точний регіон, який вони хотіли вивчити.
"Ми досі не розуміємо, як саме виробляється корона або чому вона змінює свою форму, але ми бачимо, як вона засвічує матеріал навколо чорної діри, що дозволяє нам вивчати регіони настільки близькі за наслідками, описаними теорією загальної відносності Ейнштейна стали видатними », - сказала головний слідчий NuSTAR Фіона Харрісон з Каліфорнійського технологічного інституту. "Безпрецедентна здатність NuSTAR спостерігати за цим і подібними подіями дозволяє нам вивчити найекстремальніші світло-згинальні ефекти загальної відносності".
Нові дані, ймовірно, пролиють світло на ці загадкові корони, де закони фізики підштовхуються до своєї межі.
Стаття опублікована в Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства та доступна в Інтернеті.
