Дивне серцебиття з гамма-випромінювання спантеличило астрономів

Науковці виявили таємничі пульсації гамма-випромінювання, що виходять з космічної газової хмари.

Непримітна хмара в сузір’ї Акіла б’ється в ритмі із чорною дірою, що процесує по сусідству, і це вказує на зв’язок між двома об’єктами. Тільки лишається таємницею, як чорна діра приводить в дію пульсації гамма-випромінювання хмари з відстані приблизно 100 світлових років.

Про це в журналі Nature Astronomy повідомила команда, очолювана співробітником DESY Гумбольдтом Цзяном Лі та професором ICREA Дієго Ф. Торресом з Інституту космічних наук (IEEC-CSIC). Прес-реліз розміщений на сайті DESY (Німецький електронний синхротрон).

Дослідницька група, до складу якої входили вчені з Німеччини, Іспанії, Китаю та США, ретельно проаналізувала більше ніж 10-річні дані космічного телескопа NASA Фермі, дивлячись на так званий мікроквазар. Система, зареєстрована як SS 433, розташована приблизно за 15 000 світлових років у Чумацькому Шляху і складається з гігантської зірки з приблизно 30-кратною масою нашого Сонця та чорної діри, масою від 10 до 20 сонячних. Два об'єкти обертаються один навколо одного з періодом 13 днів, поки чорна діра висмоктує матерію з гігантської зірки.

"Цей матеріал накопичується в акреційному диску перед тим, як потрапити в чорну діру, як вода у водоверті при зливі ванни", - пояснює Лі. - "Однак, частина цієї матерії не падає в каналізацію, а вистрілює на високій швидкості у двох вузьких струменях у протилежних напрямках над та під акреційним диском, що обертається." Ця обстановка відома з активних галактик, в центрах яких знаходяться квазари з жахливими чорними дірами в мільйони сонячних мас, які вистрілюють струменями на десятки тисяч світлових років у космос. Оскільки SS 433 виглядає зменшеною версією цих квазарів, його охрестили мікроквазаром.

Новини за подібною темою:

		Астрономи виявили крихітну чорну діру, яка неодноразово пробиває газовий диск більшої чорної діри
		Надмасивні чорні діри ненадовго прокидаються з глибокого сну завдяки подрібненим ними зорям
		JWST розгледів велику кількість новонароджених квазарів у ранньому Всесвіті

Високошвидкісні частинки та надпотужні магнітні поля в струмені виробляють рентгенівське та гамма-випромінювання. "Акреційний диск не лежить точно в площині орбіти двох об'єктів. Він процесує або хитається, мов дзиґа, встановлена нахиленою на столі", - каже Торрес. "Як наслідок, два струменя рухаються спірально в навколишній простір, а не просто утворюють пряму лінію".

Прецесія струменів чорної діри триває близько 162 днів. Ретельний аналіз виявив сигнал гамма-випромінювання того ж періоду з положення, розташований відносно далеко від струменів мікроквазара, який вчені позначили як Fermi J1913+0515. Він розташований у місці непримітного посилення газу. Послідовні періоди вказують на те, що емісія газової хмари відбувається за рахунок мікроквазару.

"Знайти такий однозначний зв'язок за хронометражем, приблизно за 100 світлових років від мікроквазара, навіть не вздовж напрямку струменів, настільки ж несподівано, як дивовижно", - каже Лі. "Але, як чорна діра може живити серцебиття газової хмари, нам незрозуміло". Пряме періодичне освітлення струменем здається малоймовірним. Альтернатива, яку досліджувала команда, заснована на впливі швидких протонів (ядра атомів водню), що утворюються на кінцях струменів або біля чорної діри, і вводиться в хмару, де ці субатомні частинки потрапляють у газ і виробляють гамма-випромінення. Протони також можуть бути частиною відтоку швидких частинок з краю акреційного диска. Кожного разу, коли цей відтік вдаряє у газову хмару, він осяюється гамма-випроміненням, що пояснювало б його дивне серцебиття. "Енергетично, відтік з диска може бути настільки ж потужним, як і струменів, і, як вважається, він процесує в знак солідарності з рештою системи", - пояснює Торрес.

Подальші спостереження, а також теоретична робота необхідні для повного пояснення дивних пульсацій гамма-випромінювання цієї унікальної системи поза цим первинним відкриттям. "SS 433 продовжує дивувати спостерігачів на всіх частотах, так само і теоретиків", - наголошує Лі. "І, безумовно, стане випробувальним полігоном для наших ідей щодо виробництва та поширення космічних променів поблизу мікроквазарів на довгі роки".

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Чорні діри
• Квазари