Ученые обнаружили загадочное «сердцебиение» гамма-излучения из космического газового облака. Незаметное облако в Орле бьет в ритме соседней черной дыры, указывая на место между двумя объектами. Как черная дыра вызывает сердцебиение гамма-излучения в облаке на расстоянии около 100 световых лет, остается загадкой.
Исследовательская группа, состоящая из ученых из Германии, Испании, Китая и США, проанализировала данные космического телескопа Ферми, полученные за более чем десятилетний период наблюдения за так называемым микроквазаром. Система, внесенная в каталог как SS 433, находится на расстоянии около 15 000 световых лет от нас в Млечном Пути и состоит из гигантской звезды с массой около 30 солнечных масс и черной дыры массой около 10-20 масс Солнца. Оба объекта вращаются вокруг друг друга с периодом 13 дней, в то время как черная дыра высасывает материал из гигантской звезды.
«Это вещество накапливается в аккреционном диске перед тем, как упасть в черную дыру, как это происходит с вихревой водой в стоке ванны. Однако часть этого вещества не попадает в прилив, а выстреливает с большой скоростью двумя узкими струями в противоположных направлениях выше и ниже вращающегося аккреционного диска », - объясняет руководитель группы Цзянь Ли. Это явление известно из активных галактик, известных как квазары, в центре которых находятся огромные черные дыры с миллионами солнц в них, которые выбрасывают потоки вещества на десятки тысяч световых лет в космос. Поскольку SS 433 выглядит как уменьшенная версия таких квазаров, его называют микроквазаром.
Высокоскоростные частицы и сверхсильное магнитное поле в струе генерируют рентгеновское и гамма-излучение. Аккреционный диск не лежит точно в плоскости орбиты обоих объектов, он находится в прецессионном движении. В результате обе струи вращаются в окружающем пространстве, а не образуют прямую линию.
Прецессия стразов в виде черных дыр занимает около 162 дней. Тщательный анализ выявил гамма-сигнал того же периода из места, относительно далекого от струй микроквазара, который ученые обозначили как Fermi J1913 + 0515. Он находится в положении необычного газового усиления. Постоянные периоды показывают, что выброс газового облака подпитывается микроквазаром.
«Обнаружение такой однозначной связи с помощью синхронизации на расстоянии около 100 световых лет от микроквазара, даже не по направлению потоков, столь же неожиданно, сколь и удивительно. Но нам не ясно, как черная дыра может подпитывать сердцебиение газового облака », - говорит Ли. Периодическое прямое свечение жиклера маловероятно. Альтернатива, которую исследует команда, - это эффект быстрых протонов (ядер атомов водорода), образующихся на концах струй или около черной дыры и впрыскиваемых в облако, где эти субатомные частицы попадают в газ и производят гамма-лучи. Протоны также могут быть частью истечения быстрых частиц с края аккреционного диска. Всякий раз, когда этот поток попадает в облако газа, вспыхивают гамма-лучи, что объясняет его странное сердцебиение.
Дальнейшие наблюдения, а также теоретическая работа необходимы, чтобы полностью объяснить странное сердцебиение этой уникальной системы в гамма-лучах после этого первоначального открытия. SS 433 продолжает удивлять наблюдателей и, несомненно, послужит основой для их идей по созданию и распространению космических лучей в окрестностях микроквазаров на многие годы вперед.
