14,6 тыс подписчиков
У чёрных дыр доказано существование важного свойства, предсказанного теорией относительности Эйнштейна и способного вызывать ошибки в оценке характеристик этих объектов.
Чёрная дыра — объект, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Её граница — горизонт событий, при преодолении которого теоретическая скорость для вылета из чёрной дыры становится больше скорости света. За счёт чудовищной гравитации чёрные дыры поглощают материю из окружающей среды, увеличивая свою массу и размеры. Однако вещество не сразу падает к горизонту событий, а движется по орбите в т. н. аккреционном диске. Главной загадкой осталась существование т. н. области погружения. При пересечении её границы вещество покидает самую внутреннюю стабильную круговую орбиту (ISCO) и устремляется на релятивистских скоростях прямо в черную дыру. При этом высвобождается значительное количество энергии в виде излучения (очевидно, что это происходит до прохождения горизонта событий), которое имеет характерные спектральные особенности. Это напоминает то, как некоторое тело, которое движется по орбите Земли, при вхождении в слишком плотные слои атмосферы резко тормозит и падает. И хотя явления похожи, их причины разные.
Как уже указывалось, излучение из области погружения имеет определённые характеристики. Однако многие исследователи считали, что его либо нет, либо оно незначительно. Это могло привести к систематическим ошибкам в определении свойств чёрных дыр. Но как доказать наличие излучения от области погружения и доказать, что оно вызвано именно ею? Для этого международная группа исследователей во главе с Эндрю Маммери (Andrew Mummery) из Оксфордского Университета провела моделирование образующегося излучения, а после сравнила результаты с реальным излучением системы MAXI J1820+070. Она находится на расстоянии около 10 тыс. световых лет от Земли, на небе классифицируется как точечный источник рентгеновского излучения. Состоит из чёрной дыры массой 8 солнечных и звезды, которая в 2 раза легче нашего светила. Анализ излучения проводился с помощью космических телескопов NuSTAR и NICER. Подтверждено, область погружения в аккреционном диске MAXI J1820+070 действительно излучает в соответствии с расчётами, при этом модели, пренебрегающие этим излучением, не могут воспроизвести наблюдательные данные. В заключении исследования отмечается, что излучение внутри области является доминирующим компонентом в спектре MAXI J1820 + 070 между 6 и 10 килоэлектронвольт, что подчеркивает необходимость включения этой области в модели аккреционных дисков чёрных дыр.
Результаты исследования опубликованы в научной статье Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Изображение иллюстративное.
2 минуты
21 мая 2024