Международная группа астрономов из Саутгемптона, Оксфорда и Южной Африки обнаружила очень горячий, плотный ветер около черной дыры, на расстоянии не менее 25 000 световых лет от Земли.
Главный научный сотрудник, проф. Фил Чарльз из Университета Саутгемптона объяснил, что газ (ионизированный гелий и водород) выделяется сериями, которые повторяются каждые 8 минут. Такое поведение впервые наблюдалось вокруг черной дыры.
Объект Swift J1357.2-0933, который был изучен командой проф. Чарльза, первоначально был обнаружен как система, демонстрирующая сильные рентгеновские вспышки в 2011 году. Все подобные системы состоят из маломассивной звезды, похожей на Солнце, и компактного объекта, который может быть белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой. В этом случае Swift J1357.2-0933 - это двоичная система с черной дырой.
Материя от нормальной звезды втягивается в диск между светилом и компактным объектом. Мощные взрывы происходят, когда вещество на диске становится горячим и нестабильным, выделяя большое количество энергии.
Профессор Чарльз сказал: «Особенно необычно в этой системе то, что при наблюдении наземными телескопами, ее оптическая яркость показала периодические падения выходной мощности. Период этих падений медленно менялся примерно каждые 2–10 минут и развивался во время взрыва». Такого странного поведения не наблюдалось ни в одном другом объекте. Причина этих быстрых падений яркости была горячей темой научных дебатов с момента их открытия. Итак, с большим волнением астрономы приветствовали второй взрыв этого объекта в середине 2017 года, который дал возможность дополнительно исследовать это странное поведение».
Профессор Чарльз и его команда осознали, что ключом к получению ответа будет получение оптических спектров несколько раз в течение каждого нисходящего цикла и изучение того, как их цвет меняется со временем. Но для объекта, который в 10 000 раз слабее, чем самая слабая звезда, видимая невооруженным глазом, и периодом падения яркости всего около 8 минут, потребовался большой телескоп.
Поэтому они использовали SALT (Южноафриканский большой телескоп), самый большой оптический телескоп в южном полушарии, благодаря которому они получили более часа съемки спектров, один из которых был снят за 100 секунд.
Профессор Чарльз добавляет: «Результаты этих спектров были ошеломляющими. Они показали поглощение ионизированного гелия, чего никогда не было в таких системах раньше. Это означает, что он должен быть как широким, так и горячим - около 40000 градусов. Как ни странно, спектр был смещен в сторону синего (эффект Доплера), что указывает на то, что он летел в нашем направлении со скоростью около 600 км / с. Но что действительно удивило нас, так это открытие, что спектр был виден только на кривой бликов».
Интересно, что затмения звезды-компаньона не наблюдаются в видимом или рентгеновском свете, как можно было бы ожидать. Это объясняет, что он очень маленький и находится в тени диска. Этот вывод является результатом специального теоретического моделирования ветра, дующего с аккреционного диска, которое было выполнено одним из членов команды Джеймсом Мэтьюсом из Оксфордского университета с использованием суперкомпьютеров.
Этот объект обладает необычными свойствами среди уже интересной группы объектов, которые могут многое рассказать нам о конечных точках эволюции звезды и образования компактных объектов. Мы уже знаем о десятках систем черных дыр в нашей галактике, каждая из которых имеет массы в диапазоне от 5 до 15 солнечных масс, а сверхмассивная черная дыра в нашем галактическом центре имеет массу около 4 миллионов солнечных. Все они растут благодаря поглощению материи. Мы также знаем, что большая часть аккреционного материала выдувается. Когда это происходит с сверхмассивными черными дырами в центрах галактик, эти мощные ветры и струи могут оказать огромное влияние на остальные галактики.