Яке оточення навколо чорної діри насправді подобається? Астрономи отримують кращу ідею, спостерігаючи за світлом, що виходить з накопичувального диска, що оточує чорні діри. Світло не є постійним - воно спалахує, розбризкує і виблискує - і це мерехтіння забезпечує нові і дивовижні уявлення про колосальну кількість енергії, що виходить з навколо чорних дір. Відображаючи, наскільки відповідність видимого світла співпадає з рентгенівськими променями в дуже короткі часові шкали, астрономи показали, що магнітні поля повинні відігравати вирішальну роль у тому, як чорні діри ковтають речовину.
"Швидке мерехтіння світла від чорної діри найчастіше спостерігається на довжинах хвиль рентгенівських променів", - говорить Пошак Ганді, який очолював міжнародну команду, яка повідомляє про ці результати. "Це нове дослідження є лише кількома на сьогоднішній день, які також досліджують швидкі зміни видимого світла, і, головне, як ці коливання стосуються рентгенівських променів".
Спостереження відслідковували мерехтіння чорних дір одночасно за допомогою двох різних інструментів, одного на землі та одного в космосі. Дані рентгенівських знімків були взяті за допомогою супутника рентгенівського хронічного апарата Россі NASA. Видиме світло було зібрано за допомогою високошвидкісної камери ULTRACAM, відвідуючого інструменту на дуже великому телескопі ESO (VLT), який записував до 20 зображень в секунду. ULTRACAM був розроблений членами команди Віком Діллоном та Томом Маршем. "Це одне з найшвидших спостережень за чорною дірою, коли-небудь отриманою за допомогою великого оптичного телескопа", - говорить Діллон.
На їх подив астрономи виявили, що коливання яскравості у видимому світлі були навіть більш швидкими, ніж ті, що спостерігаються на рентгенівських променях. Крім того, виявлено, що зміни видимого світла та рентгенівські випромінювання не є одночасними, а слідують повторюваній і чудовій схемі: безпосередньо перед рентгенівським спалахом видиме світло тьмяніє, а потім перетворюється на яскравий спалах на крихітний частка секунди, перш ніж знову швидко зменшуватися.
Подивіться фільм коливань.
Жодне з цього випромінювання не виникає безпосередньо з чорної діри, а з інтенсивних потоків енергії електрично зарядженої речовини в її околицях. Навколишнє середовище чорної діри постійно змінюється конкуруючими силами, такими як сила тяжіння, магнетизм та вибуховий тиск. В результаті світло, що випромінюється гарячими потоками речовини, змінюється по яскравості в заплутаному і випадковому вигляді. "Але модель, виявлена в цьому новому дослідженні, має стійку структуру, яка виділяється серед хаотичної мінливості, і, таким чином, вона може дати життєві підказки про домінуючі основні фізичні процеси в дії", - каже член команди Енді Фабіан.
Вважається, що випромінювання видимого світла з мікрорайонів чорних дір є вторинним ефектом, при цьому первинний спалах рентгенівських променів освітлює навколишній газ, який згодом світив у видимому діапазоні. Але якби це було так, будь-які варіації видимого світла відставали б від рентгенівської мінливості і значно повільніше мали б пік і згасали. "Зараз знайдене швидке мерехтіння видимого світла негайно виключає цей сценарій для обох досліджуваних систем", - стверджує Ганді. "Натомість зміни в рентгенівському та видимому світлі повинні мати якесь спільне походження, і дуже близьке до самої чорної діри".
Сильні магнітні поля є найкращим кандидатом на домінуючий фізичний процес. Діючи як резервуар, вони можуть всмоктувати енергію, що виділяється близько до чорної діри, зберігаючи її, поки вона не може бути розряджена або як гаряча (багатомільйонна градусна) рентгенівська плазма, або як потоки заряджених частинок, що подорожують близько до швидкість світла. Поділ енергії на ці дві складові може призвести до характерної картини змінності рентгенівських променів та видимого світла.
Роботи з цього дослідження: Тут і тут
Джерело: ESO
