Черная дыра поглощает звезду в 7800 световых годах от Земли

Эффектный набор колец вокруг черной дыры был запечатлен с помощью рентгеновской обсерватории НАСА Чандра и обсерватории Нила Герелса Свифта. Рентгеновские изображения гигантских колец открыли новую информацию о пыли, находящейся в нашей Галактике,х.

Черная дыра является частью двойной системы под названием V404 Cygni, расположенной примерно в 7800 световых годах от Земли. Черная дыра активно вытягивает материал от звезды-компаньона – с массой примерно в половину массы Солнца – в диск вокруг невидимого объекта. Этот материал светится в рентгеновских лучах, поэтому астрономы называют эти системы «рентгеновскими двойными».

Вспышка рентгеновских лучей от V404 Cygni

5 июня 2015 года Свифт обнаружил вспышку рентгеновских лучей от V404 Cygni. Взрыв создал высокоэнергетические кольца из-за явления, известного как световое эхо. Вместо звуковых волн, отражающихся от стены каньона, световое эхо вокруг V404 Cygni возникло, когда вспышка рентгеновских лучей из системы черной дыры отразилась от пылевых облаков между V404 Cygni и Землей. Космическая пыль не похожа на бытовую пыль, а больше похожа на дым и состоит из крошечных твердых частиц.

На новом составном изображении рентгеновские лучи от Чандры (светло-голубые) были объединены с оптическими данными телескопа Pan-STARRS на Гавайях, которые показывают звезды в поле зрения. Изображение содержит восемь отдельных концентрических колец. Каждое кольцо создано из рентгеновских лучей от вспышек V404 Cygni, наблюдавшихся в 2015 году, которые отражаются от различных пылевых облаков.

Иллюстрация художника объясняет, как были изготовлены кольца, которые видели Чандра и Свифт. Чтобы упростить графику, на иллюстрации показано только четыре кольца вместо восьми.

Команда проанализировала 50 наблюдений Swift, сделанных в 2015 году в период с 30 июня по 25 августа. Чандра наблюдала систему 11 и 25 июля. Это было настолько яркое событие, что операторы Chandra намеренно поместили V404 Cygni между детекторами так, чтобы не повредить инструмент, когда произошла еще одна яркая вспышка.

Кольца рассказывают астрономам не только о поведении черной дыры, но и о ландшафте между V404 Cygni и Землей. Например, диаметр колец в рентгеновских лучах показывает расстояния до промежуточных пылевых облаков, от которых рикошетировал свет. Если облако находится ближе к Земле, кольцо кажется больше, и наоборот. Световые эхо выглядят как узкие кольца, а не как широкие кольца или ореолы, потому что вспышка рентгеновского излучения длилась относительно короткий период времени.

Исследование пылевых облаков

Исследователи также использовали кольца, чтобы исследовать свойства самих пылевых облаков. Авторы сравнили рентгеновские спектры, то есть яркость рентгеновских лучей в диапазоне длин волн, с компьютерными моделями пыли различного состава. Различный состав пыли приведет к различному количеству поглощаемых рентгеновских лучей с более низкой энергией и не позволит обнаружить их с помощью Chandra. Это аналогично тому, как разные части нашего тела или багажа поглощают разное количество рентгеновских лучей, что дает информацию об их структуре и составе.

Команда определила, что пыль, скорее всего, содержит смесь зерен графита и силиката. Кроме того, анализируя внутренние кольца с помощью Чандры, они обнаружили, что изменения плотности пылевых облаков не одинаковы во всех направлениях. Предыдущие исследования предполагали, что это не так.

Похожие наблюдения

Этот результат связан с аналогичным открытием рентгеновской двойной системы Circinus X-1  которая содержит нейтронную звезду, а не черную дыру, опубликованной в статье в выпуске Astrophysical Journal от 20 июня 2015 года под названием «Властелин колец: кинематическое расстояние до Circinus X-1 от гигантского рентгеновского светового эха». Это исследование также проводил Себастьян Хайнц.

Ученые обнаружили черные дыры в соседних малых галактиках

Читайте обзоры: