Затмение чёрной дыры доложило о гибели вещества
Наконец это случилось. Восхитительные или даже ужасающие затмения Солнца и Луны – ничто по сравнению с этой недолгой, но куда более масштабной оказией, произошедшей в недрах далёкой галактики.
Чёрная дыра, сидящая в ней – это гравитационное чудовище, само по себе невидимое. Но и оно подверглось затмению – гигантским облаком.
С помощью орбитальной рентгеновской обсерватории Chandra учёные зафиксировали необычное событие, произошедшее где-то в районе центра галактики NGC 1365. Она находится на расстоянии 60 миллионов световых лет от Земли в созвездии Печи.
В ядре галактики NGC 1365 находится сверхмассивная чёрная дыра. Оно окружено диском материала, «погибающего» в результате падения в чёрную дыру, при этом нагревающегося до миллионов градусов и испускающего рентгеновские лучи.
Однако интенсивность излучения настолько мала, что оценить размеры этого диска с помощью прямых наблюдений невозможно.
NGC 1365 в оптическом диапазоне.
На врезке – рентгеновский снимок центральной части галактики, где произошло затмение чёрной дыры (фото ESO/VLT/NASA/CXC/CfA/INAF/Risaliti).
Но в апреле 2006 года учёным удалось зафиксировать облачко вещества, обращающегося вокруг чёрной дыры и закрывающего собой рентгеновское излучение диска. Всё, что оставалось астрономам – засечь длительность этого процесса и определить по ней величину диска.
В течение шести наблюдений, проводившихся в течение двух недель, Chandra «смотрел» за лучами источника, но не «увидел» их во время одного из сеансов наблюдений (а именно второго), соответствовавшего периоду затмения.
«На протяжении многих лет мы пытались определить размер этой структуры, — рассказывает Гвидо Рисалити (Guido Risaliti), один из астрономов Гарвард-Смистоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), занимавшийся наблюдением NGC 1365. – И только благодаря этому случайному затмению мы смогли это сделать».
Согласно проведённым измерениям, результаты которых подготовлены в виде препринта для публикации в журнале Astrophysical Journal Letters, размер источника рентгеновского излучения – диска с поглощаемым веществом — в семь раз больше расстояния от Земли до Солнца. Это в 2 миллиарда раз меньше самой галактики и в 10 раз больше области, за которой начинается горизонт событий чёрной дыры (что совпало с теоретическим предсказанием).
Диаграмма процесса затмения. По горизонтальной оси отложено время, по вертикальной – интенсивность рентгеновского излучения ядра галактики. Кружок D1 условно изображает затмевающее облако, D2 – источник рентгеновского излучения.
В течение интервала T1 яркость источника постепенно снижалась, а на время T2 источник оказался полностью закрыт; за промежуток T3 яркость восстановилась до обычного значения. T1 = T3 = 2 дня, T2 = 4 часа (иллюстрация G. Risaliti, M. Elvis, G. Fabbiano, A. Baldi, A. Zezas, M. Salvati).
Как утверждает Мартин Элвис (Martin Elvis), ещё один гарвардский наблюдатель затмения чёрной дыры, благодаря этому неожиданному случаю учёные смогли так близко «подойти» к горизонту этой чёрной дыры, как раньше это не удавалось никому.
Также исследователь добавил: то самое вещество, которое стало причиной затмения, находится очень близко к дыре. Согласно вычислениям, это расстояние составляет всего сотую часть светового года – кстати, в 300 раз меньше, чем оценивалось до этого удачного наблюдения.
Под действием притяжения облачко упадёт на чёрную дыру и пересечёт горизонт событий (это значит, что после этого о нём больше ничего и никак невозможно будет узнать – из-за гравитации чёрной дыры, удерживающей и вещество, и информацию) в течение пары сотен лет – мига, по вселенским масштабам.
Почти тридцать лет Мартин Элвис занимается изучением чёрных дыр, и такими объектами его уже не удивить. Однако новое нежданное открытие не оставило его равнодушным (фото Smithsonian Institution / SI Research Reports).
Большой интерес для науки представляет сам метод исследования, ведь затмение чёрной дыры близким к ней объектом – случай пока что беспрецедентный в истории астрономических наблюдений. Но зачем же астрономам нужно именно это облачко и именно эта чёрная дыра, которых немало?
И к чему все эти многолетние переживания из-за размеров источника рентгена?
Объясняя ценность этих наблюдений, Гвидо Рисалити сказал, что активные галактические ядра – такие, как в NGC 1365 – могут много поведать о жизни ранней Вселенной. «Следовательно, нам необходимо работать и работать, чтобы понять этих монстров», — заключил он.
Вблизи черных дыр люди перестают стареть | Заявили ученые.
