Ученые из Европейского космического агентства (ESA) под руководством Стефано Киприни (Stefano Ciprini), используя телескоп НАСА Fermi, работающий в гамма-диапазоне, обнаружили признаки периодического изменения яркости так называемой «активной» галактики PG 1553+113, в центре которой предположительно находится супермассивная черная дыра. Если гипотезы ученых подтвердятся, то эта работа ознаменует начало нового этапа в научном осмыслении физических процессов вокруг черных дыр. Об исследовании рассказывает вебсайт НАСА.
Сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы раз превосходит массу Солнца, находятся в центре многих галактик, включая и наш Млечный Путь. Примерно в 1% этих галактик гигантская черная дыра испускает мощнейшие потоки энергии, интенсивность которых скачкообразно меняется с периодичностью от нескольких минут до нескольких лет. Астрономы называют такие галактики «активными».
Более половины источников гамма-излучения во Вселенной, обнаруженные телескопом Fermi, относятся к активным галактикам. Поскольку черная дыра притягивает материю с огромной силой, некоторые субатомные частицы начинают двигаться со скоростью, близкой к скорости света вдоль пары струй, расположенных в ней друг против друга.
По словам астрофизика Сары Кутини (Sara Cutini), ученые по сути дела наблюдают «горловину» струи. То, как она меняет яркость, становится основным источником информации для понимания структуры струи и всей среды вокруг черной дыры.
В ходе исследования ученые проанализировали данные об изменениях яркости источников гамма-излучения, собранные в течение нескольких лет. Эти долгосрочные наблюдения велись в обсерваториях Туорла в Финляндии, Лик в Калифорнии и Каталина Скай возле Тусона, Аризона (США), а также использовались оптические и рентгеновские данные космического корабля НАСА Swift.
Ученые определили несколько «сценариев», которые могли бы объяснить периодические колебания яркости. В их числе — различные механизмы, которые могут приводить к многолетним колебаниям в струе высокоэнергетических частиц, исходящих от черной дыры. Наиболее эффектный сценарий предполагает наличие в далекой галактике второй сверхмассивной черной дыры. Гравитационное притяжение соседней черной дыры будет периодически наклонять внутреннюю часть аккреционного диска его «компаньона», где газ падает к черной дыре, накапливается и нагревается. В результате получается медленное колебание струй гамма-излучения, подобное тому, что мы наблюдаем в поливном шланге.
Галактика PG 1553+113 находится в созвездии Змеи на расстоянии в 5 млрд световых лет от Земли.
Читайте также на портале Научная Россия об исследовании, согласно которому черная дыра в центре Млечного Пути активизировалась.
