8098 4

Черная дыра небольшого размера испускает слишком яркий свет

Когда черная дыра затягивает материю в окружающий ее диск, из-за трения закручивающийся в спирали газ становится очень горячим. Благодаря этому рентген-излучение, которое исходит даже от самых отдаленных объектов, мы можем видеть с Земли.

Яркость некоторых источников рентген-лучей слишком велика для того, чтобы они могли быть обыкновенными черными дырами, которые сформировались в результате коллапса звезды. Астрономы предполагали, что эти источники являются начальной формой сверхмассивных черных дыр, которые, как считается, обитают в центральных частях галактик.

Одним из самых вероятных кандидатов на для подтверждения этой теории был объект M 101 ULX-1, который находится в галактике Вертушка в созвездии Большой Медведицы в 6 миллионах парсек (21 миллион световых ) лет от нас. Масса этого объекта позволяет отнести его к классу черных дыр средней звездной массы, однако остальные характеристики бросают вызов всем существующим теориям формирования черных дыр.

От M 101 ULX-1 периодически исходят рентген-вспышки, которые приблизительно на порядок величин ярче, чем можно ожидать от обыкновенной черной дыры. Из-за того, что эти вспышки непостоянны, астрофизик Китайской Академии Наук в Пекине Чжи-Фенг Лиу (Ji-Feng Liu) и его коллеги воспользовались «спокойными» периодами для того, чтобы изучить свет, исходящий от близлежащей звезды-компаньона, и определить массу черной дыры.

Измерив гравитационный сдвиг в траектории движения звезды, ученые установили, масса черной дыры от 20 до 30 раз больше массы Солнца. Это позволяет отнести данную черную дыру к разряду объектов, образовавшихся в результате коллапса одной массивной звезды.

Однако остальные ее свойства никак не соотносятся с современными теориями формирования черных дыр. Теоретические модели аккреции черных дыр предполагают, что небольшая черная дыра должна испускать ультраяркие рентген-лучи, относящиеся к «жесткому» спектру, то есть корона вокруг диска аккреции будет испускать высокоэнергетические фотоны. Однако, свет, исходящий от M 101 ULX-1, демонстрирует только «мягкое» излучение, типичное для эмиссии аккреционного диска больших черных дыр, которая поглощает вещество в более спокойном темпе.

Учитывая ее небольшую массу, как могла черная дыра стать такой яркой, при этом испуская такой мягкий спектр? “Люди уже полвека ведут наблюдения за рентген-лучами, исходящими из черных дыр. Этот объект не соответствует ни одной известной нам модели”, - говорит Лиу.

Эндрю Кинг (Andrew King), астрофизик Лестерского Университета, говорит, что масса черной дыры была измерена правильно, - в этом нет сомнений. Авторы предполагают, что причина яркости рентген-лучей может быть в том, что черную дыру «подкармливает» горячий звездный ветер, который исходит от ее звезды-компаньона – звезды Вольфа-Райе, сбросившей водородную оболочку и на настоящий момент почти полностью состоящей из горящего гелиевого ядра. Это явление - довольно редкое, но в данном случае звёздный гелий образует диск вокруг чёрной дыры и ионизируется, вследствие чего появляются внезапные вспышки нехарактерно мощного рентгеновского излучения.

Ученые озадачены, так как объект M 101 ULX-1 был наиболее подходящим под теоретическую модель, согласно которой черные дыры средней массы могут быть одной из стадий формирования сверхмассивных черных дыр. Данные наблюдения опровергают эту гипотезу, и теперь астрофизикам предстоит пересмотреть убеждения о природе и эволюции черных дыр.

(Добавил: alexandrash)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен