Шифровки от черных дыр
16-10-2008 23:15 • Грани.ру
Международная группа астрофизиков изучила вариации рентгеновского излучения и свечения в оптическом диапазоне, приходящих к нам из окрестностей двух кандидатов в черные дыры (GX 339-4 и SWIFT J1753.5-0127), после чего им пришлось переоценивать роль современных теорий, описывающих механизм высвобождения энергии вблизи этих загадочных объектов. Удалось, в частности, продемонстрировать, что первостепенное значение в деле производства рентгеновских лучей имеют мощные магнитные поля, возникающие у самых границ черных дыр. Нужно отметить, что GX 339-4 и SWIFT J1753.5-0127 входят в состав двойных звездных систем, где содержатся обычные звезды, но на порядок превосходящие по массе наше Солнце. И эти системы гораздо компактнее орбиты Меркурия - ближайшей к Солнцу планеты Солнечной системы.
Наблюдения за "мерцанием" черных дыр проводились с помощью сразу двух различных приборов: за видимый диапазон отвечала новейшая британская быстродействующая камера ULTRACAM, установленная на Очень Большом Телескопе (Very Large Telescope - VLT) Южной европейской обсерватории (European Southern Observatory - ESO), способная записывать до 20 изображений в секунду, а за рентгеновский диапазон - спутник NASA Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE).
Возможность работы с достаточным временым разрешением в оптическом диапазоне открылась лишь сравнительно недавно. Теперь рекордная частота кадров позволила разглядеть новые подробности. Неожиданным оказалось то, что интенсивность колебаний яркости в оптическом диапазоне была выше, чем в рентгене. Они немного не совпадали по времени (основной пик в оптике отставал от рентгена на 0,2 секунды), однако при этом демонстрировали явную взаимосвязь: мощные импульсы рентгеновского излучения следовали за "провалами" в оптике (которые также заканчивались мощными всплесками, см. график).
Конечно, ни один компонент излучения не исходит непосредственным образом от самой черной дыры, ведь природа этих объектов такова, что ничто не может покинуть пределы так называемого горизонта событий. Однако за пределами этого горизонта событий, в окрестностях черной дыры, все-таки могут протекать различные бурные процессы, порождающие интенсивные потоки излучения и заряженных частиц. Здесь происходит сражение гравитационных и электромагнитных сил, в результате которого свет, испускаемый потоками раскаленного вещества, то усиливается, то приугасает, причем это происходит самым запутанным и случайным образом. Одни лишь паттерны, выявленные в этом новом исследовании, обладают устойчивой структурой, выделяющей их среди окружающего хаоса, - что и позволяет произвести отбор предпочтительной модели для описываемых физических процессов.
И если ранее большинство ученых было убеждено, что в окрестностях черных дыр излучение оптического диапазона можно считать чем-то вторичным, возникающим после рентгеновских вспышек из-за свечения окружающего газа, то теперь концепция поменялась. Ведущий автор этого исследования Пошак Ганди (Poshak Gandhi) - индиец, в настоящее время работающий в Японии, - уверен в том, что причина у оптических и рентгеновских вспышек общая, и энергию они получают на паритетной основе. Ведь в противном случае любые оптические импульсы отставали бы по времени от вариаций рентгеновского излучения и имели бы меньшую амплитуду. Таким образом новообнаруженное быстрое оптическое мерцание ставит крест на многих прежних сценариях - и это справедливо для обеих изученных систем черных дыр. Становится ясным, что вариации рентгеновского излучения и видимого света должны иметь некое общее происхождение, причем непосредственная причина их появления находится где-то в непосредственной близости от черной дыры.
Лучшим кандидатом на роль ведущего механизма, позволяющего описать физические процессы, лежащие в основе всех этих вариаций, авторы и исследования считают мощные магнитные поля. Выступая в качестве своего рода энергетического резервуара, они могут накапливать энергию, высвобождаемую в окрестностях черной дыры, сохраняя ее до того момента, пока не наступит момент вспышки, тогда нагретая до многих миллионов градусов плазма начнет испускать рентгеновские лучи, а потоки заряженных частиц, движущихся с релятивистскими (то есть близкими к скорости света) скоростями, могут становиться причиной синхротронного (магнитотормозного) излучения. Обмен накопленной энергией между двумя этими компонентами как раз и способен приводить к столь характерному виду диаграммы, отражающей как интенсивность рентгеновского излучения, так и свечение в оптическом диапазоне.
Максим Борисов
Еще новости сходной тематики:
• 04-06-2010 10:54 | Вспышка на Юпитере
• 11-02-2010 11:50 | Ученые смоделировали звездное небо для наблюдателя у черной дыры
• 03-07-2009 00:42 | Доказано существование особого класса черных дыр
• 17-06-2009 09:18 | Ученые обнаружили самую тяжелую из известных черных дыр
• 07-09-2008 22:15 | Открыт объект у горизонта событий чёрной дыры Млечного Пути
• 22-07-2008 23:41 | Сверхмассивные чёрные дыры можно взвешивать по-новому
• 07-04-2008 09:53 | В Омеге Центавра обнаружена чёрная дыра средней массы
• 07-01-2008 15:37 | Белый карлик уподобился пульсарам
• 31-12-2007 18:56 | На Солнце в канун Нового Года произошли 2 мощные вспышки
• 29-12-2007 21:30 | Взрыв ничто в созвездии Близнецов: неразрешенная загадка
Дополнительно статьи сходной тематики:
• Иоганн Кеплер. Краткая биография
• "...И гений - парадоксов друг": 290 лет со дня рождения Михаила Васильевича Ломоносова
• M51: рентгеновское излучение Водоворота
• Радио-дуга в центре Галактики
• Полное солнечное затмение 1 августа 2008 года
• Альберт Эйнштейн
• Наблюдения окрестностей ярких звёзд.
• Ключевые проблемы, рассматриваемые в современном школьном курсе астрономии
• Космическая рябь свидетельствует о темной Вселенной
• RXJ1856.5-3754: возможно, звезда из кварков
См. также:
• VLT and X-ray satellite join forces to probe flickering black holes
• VLT and Rossi XTE satellite probe violently variable black holes
• Rapid optical and X-ray timing observations of GX 339-4: flux correlations at the onset of a low/hard state
• SWIFT J1753.5-0127: a surprising optical/X-ray cross-correlation function
+ Все новости от “Грани.ру”
+ Все новости за 16 октября 2008 года
+ Все новости за 42 неделю 2008 года
+ Все новости за октябрь 2008 года
+ Все новости за 2008 год
+ Все новости сходной тематики
Ключевые слова: черная дыра, вспышка, астрофизика, рентгеновское излучение, рентгеновская астрономия
Разделы: астрономия, физика, наука.
