Общая теория относительности Альберта Эйнштейна говорит нам о том, что массивные объекты (и черные дыры в том числе) вращаясь, способны вовлекать в этот процесс окружающее пространство-время. И сейчас астрономы смогли не просто подтвердить этот факт, а увидеть воочию, просто наблюдая за черной дырой в системе V404 Cygni.
Спящая система
V404 Cygni – это двоичная система и микроквазар в созвездии Лебедя, удаленная от нас примерно на 8 000 световых лет. Он содержит раннюю К гигантскую звезду-компаньон, чуть меньше Солнца, и черную дыру, массой примерно равной девяти солнечных. Астрономы заметили этот объект еще в 1938 году, когда она ярко вспыхнула.
Впоследствии подобные события случились еще дважды: в 1956 и 1989 годах. Широкая общественность узнала о системе лишь в 2015 году. Тогда спутник NASA «Swift» зарегистрировал активность в двоичной системе, которая уже много лет находилась в «спячке». С тех пор за V404 Cygni наблюдает «Very Long Baseline Array» (VLBA), являющийся, по факту, группировкой из десяти радиотелескопов.
Сама система настолько тесная, что новая звезда стремительно теряет свою массу. Черная дыра «ворует» материю своего компаньона, перетягивая всю ее к себе. В результате аккреционный диск дыры вблизи горизонта событий становится все горячее и плотнее. Так как ее джеты берут начало во внутренней части диска, или же в самой черной дыре, то вещество вырывается в космическое пространство со скоростью 60% от скорости света.
Меняющиеся направления
Обычно джеты, вырывающиеся из полярных областей черных дыр, за короткий промежуток времени не меняют своего направления. Однако в этом смысле черная дыра V404 Cygni – исключение. Струи вещества, которые выбрасывает она, в очень короткие временные отрезки меняют свое направление многократно.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
«Мы никогда не видели, чтобы джеты черных дыр меняли свое направление в столь короткие сроки», – отметил ведущий автор исследования Джеймс Миллер-Джонс.
Астрономы не усматривают в таком поведении никакой аномалии, более того, оно абсолютно вписывается в ОТО Эйнштейна. Так, вращающиеся массивные объекты вполне способны вовлекать в это свое вращение окружающее пространство-время. Этот так называемый «эффект Лензе-Тирринга», то есть увлечение инерциальных систем отсчета. Именно его и зафиксировала новая техника, наблюдающая за V404 Cygni. Архитектура самой системы настолько удачна, что удалось получить также качественные изображения с выдержкой не несколько часов, а 70 секунд.
Космическая юла
«Ось вращения черной дыры V404 Cygni относительно плоскости орбиты ее звездного компаньона смещена. Поэтому эффект увлечения инерциальных систем отсчета, кроме всего прочего, деформирует аккреционный диск во внутренней его части и тянет за собой. А так как джеты исходят именно оттуда (или же из самой черной дыры), их ориентация меняется, возникают колебания, которые и зарегистрировал VLBA. Это единственный механизм, которым мы можем объяснить тот факт, что в системе V404 Cygni происходит столь быстрая прецессия», – пояснил Джеймс Миллер-Джонс.
Из-за несовпадения в направлении осей вращающихся компонентов внутренняя часть диска закручивается и раскачивается, словно юла. В момент выброса джета направление кольца резко меняется. Кроме того, астрономы рассчитали, что при ширине аккреционного диска V404 Cygni в 10 миллионов километров искривляется только несколько тысяч километров его внутренней области.
Однако из-за того, что на нее действует еще и радиационное давление, она раздувается, и становится похожа на пончик. Как признаются сами исследователи, это открытие было для них совершенно неожиданным событием. Но благодаря ему они глубже поняли, каким образом черные дыры могут принимать участие в эволюции галактик.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: