Рентгеновское эхо позволило нарисовать карту окружения чёрных дыр

Международная группа астрономов под руководством Абд ар-Рахман Зогби (Abderahmen Zoghbi) из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США), используя данные космического рентгеновского телескопа XMM-Newton, объявила о получении долгожданных следов релятивистской реверберации (отражения) излучения в рентгеновском диапазоне из окрестностей сверхмассивной чёрной дыры в галактике NGC 4151.

Это излучение является «эхом» рентгеновского всплеска самой чёрной дыры (ЧД): через полчаса после вспышки от материи, проваливающейся в ЧД, её аккреционный диск также вспыхивает отражённым излучением в рентгеновском диапазоне.

Считается, что излучение активных ядер галактик (АЯГ) обусловлено процессом падения материи в сверхмассивную ЧД в их центре. При этом периодические вспышки в рентгеновском диапазоне, предположительно, связаны с релятивистскими струями, вырывающимися из них при поглощении материи.

Одним из признаков этого является так называемая широкая полоса железа в аккреционном диске, считающаяся признаком наличия в АЯГ вращающейся ЧД. Возбуждённые атомы железа в аккреционом диске выдают излучение с энергиями от 6 до 7 тыс. электронвольт — в несколько тысяч раз больше, чем у видимого света, — и эта линия, называемая также «железной К-линией», прочно ассоциируется сегодня с окрестностями ЧД.


По мнению исследователей, обнаруженное ими эхо — явное отражение релятивистских эффектов, которые влияют на прохождение рентгеновских лучей, идущих от нижних слоёв аккреционного диска; гравитация ЧД не даёт им свободно покидать окрестности этого сверхмассивного объекта. Этот релятивистский эффект также отражается на ширине K-линии.

Согласно разработанной исследователями модели, после всплеска рентгеновского излучения от источника, находящегося в окрестностях ЧД, ширина К-линии резко и одномоментно увеличивается с задержкой, называемой релятивистской реверберацией (отражением) и определяемой огромной гравитацией ЧД. Именно это «эхо» и зарегистрировали учёные:

Чтобы проверить гипотезу, астрономы пустили в дело результаты наблюдений галактики NGC 4151 космическим телескопом XMM-Newton. NGC 4151, находящаяся в созвездии Гончих Псов, отстоит от Млечного Пути на 45 млн световых лет. Анализ накопленных за несколько лет данных показал — впервые в истории астрономии — следы многочисленных релятивистских ревербераций. При этом выяснилось, что задержка в прохождении рентгеновского излучения составляет полчаса и соответствует расположению загадочного источника такого излучения в 4 а. е. над ЧД. Отчёт об исследовании учёные представили в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник

«Точка зрения, будто верующий более счастлив, чем атеист, столь же абсурдна, как распространенное убеждение, что пьяный счастливее трезвого»

Шоу Бернард

Научный подход на Google Play

Файлы

Рефлексы головного мозга

Как физики выявляют законы природы

Как измерили Землю

Популярная история – от электричества до телевидения