Бытует мнение, что пропуск приема пищи вреден для здоровья. Очевидно, сверхмассивная черная дыра в центре далекой галактики активно следует ему уже миллионы лет.
Команда астрономов обнаружила, что каждые 9 часов в центре галактики GSN 069 повторяются рентгеновские вспышки. Данные рентгеновской обсерватории "Чандра" и XMM-Newton указывают на то, что сверхмассивная черная дыра поглощает большое количество вещества через равные промежутки времени.
В то время как ученые ранее обнаружили две черные дыры массой примерно в 10 раз больше Солнца, которые иногда подвергаются регулярным взрывам, поведение сверхмассивной черной дыры пока остается загадкой.
Черная дыра в центре галактики GSN 069, расположенная в 250 миллионах световых лет от Земли, имеет массу, примерно в 400 000 раз большую чем Солнце. Ученые подсчитали, что она три раза в день потребляет количество вещества эквивалентное четырем Лунам.
«У этой черной дыры есть план питания, которого мы раньше не видели. Такое поведение настолько беспрецедентно, что нам пришлось придумать новое выражение для его описания: «почти периодические рентгеновские извержения» (рентгеновские квазипериодические извержения), - говорит Джованни Миниутти из Центра астробиологии ESA в Испании, первый автор статьи.
XMM-Newton был первым, который обнаружил это явление в GSN 069 после регистрации двух взрывов 24 декабря 2018 года. Затем Миниутти и его коллеги последовали за последующими наблюдениями XMM-Newton 16 и 17 января 2019 года и обнаружили 5 взрывов. Наблюдения "Чандры" менее чем через месяц, 14 февраля, показали еще 3 взрыва.
«Объединив данные этих двух рентгеновских обсерваторий, мы следили за этими периодическими взрывами не менее 54 дней. Это дает нам уникальную возможность наблюдать поток материи в сверхмассивную черную дыру, которая многократно ускоряется и замедляется», - сказал соавтор Ричард Сакстон из Европейского центра космической астрономии в Мадриде.
Во время взрывов рентгеновские лучи становятся примерно в 20 раз ярче, чем в тишине. Температура газа, падающего к черной дыре, также увеличивается, с примерно 500 000 градусов по Цельсию в периоды молчания до примерно 1,4 миллиона градусов по Цельсию во время взрывов. Температура последнего аналогична температуре газа вокруг наиболее активно растущих сверхмассивных черных дыр.
Происхождение этого горячего газа было загадкой, потому что он кажется слишком горячим, чтобы быть связанным с диском падающего вещества, которое окружает черную дыру. Хотя его происхождение также является секретом в галактике GSN 069, способность изучать сверхмассивную черную дыру, в которой горячий газ многократно образуется и затем исчезает, может дать важные подсказки.
«Мы думаем, что источник рентгеновских лучей - это звезда, которую черная дыра частично или полностью разорвала и медленно поглощает кусочек за кусочком. Но когда речь идет о повторяющихся взрывах, это совершенно другая история, происхождение которой должно быть исследовано с использованием дополнительных данных и новых теоретических моделей», - сказала соавтор Маргарита Джустини, также из Центра астробиологии ESA.
Потребление газа от разрушенной звезды сверхмассивными черными дырами ранее наблюдалось, но никогда не сопровождалось повторяющимися рентгеновскими вспышками. Авторы предполагают, что существует два возможных объяснения взрывов. Одним из них является то, что количество энергии в диске накапливается до тех пор, пока он не станет нестабильным, и вещество быстро упадет в черную дыру, вызывая взрывы. Тогда цикл повторится. Другим является взаимодействие между диском и другим телом, вращающимся вокруг черной дыры, возможно, остатка частично поглощенной звезды.
Данные "Чандры" были важны для этого исследования, потому что они смогли показать, что источник рентгеновского излучения находится в центре галактики-хозяина, то есть там, где ожидается сверхмассивная черная дыра. Сочетание данных "Чандры" и XMM-Newton позволяет предположить, что размер и продолжительность приема пищи черной дыры немного уменьшились, а интервал между приемами пищи увеличился. Будущие наблюдения будут иметь решающее значение, чтобы увидеть продолжится ли тенденция.
Сверхмассивные черные дыры обычно больше, чем в GSN 069, с массами миллионов и даже миллиардов Солнц. Чем больше черная дыра, тем медленнее колебания ее яркости, поэтому вместо взрыва каждые девять часов она должна взорваться каждые несколько месяцев или лет, что, вероятно, объясняет, почему почти периодические взрывы никогда раньше не наблюдались.
Примеры значительного увеличения и уменьшения количества рентгеновских лучей, создаваемых черными дырами, наблюдались в нескольких случаях с использованием повторных наблюдений в течение месяцев или лет. Изменения в некоторых объектах происходят намного быстрее, чем ожидалось в стандартной теории о падении вещества вещества, окружающего черную дыру, но они, конечно, могут быть приняты во внимание, если поведут себя аналогично GSN 069.
Подробнее:
https://chandra.harvard.edu/press/19_releases/press_091119.html
Источник: Чандра
