Теперь астрономы, используя архивные наблюдения Swift, обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA) и спутника Suzaku, возглавляемого Японией, определили отражения рентгеновских вспышек, вспыхнувших во время этого события. Под руководством Эрин Кара, научного сотрудника Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и Университета Мэриленда, Колледж-Парк (UMCP), команда использовала эти световые эхо, или реверберации, для составления карты потока газа вблизи объекта. впервые пробудившаяся черная дыра.Кара объяснил. «Этот метод, называемый картированием реверберации рентгеновских лучей, ранее использовался для исследования стабильных дисков вокруг черных дыр, но это первый раз, когда мы применили его к вновь сформированному диску, созданному в результате приливного разрушения».Звездный мусор, падающий на черную дыру, собирается во вращающуюся структуру, называемую аккреционным диском.
Там газ сжимается и нагревается до миллионов градусов, прежде чем он в конечном итоге вытечет за горизонт событий черной дыры, точку, за которой ничто не может выйти и астрономы не могут наблюдать. Аккреционный диск Swift J1644 + 57 был толще, более турбулентным и более хаотичным, чем стабильные диски, которые успели превратиться в упорядоченную рутину.
Исследователи представляют результаты в статье, опубликованной в журнале Nature в среду, 22 июня.Одним из сюрпризов исследования является то, что рентгеновские лучи высокой энергии исходят из внутренней части диска. Астрономы думали, что большая часть этого излучения исходит от узкой струи частиц, разогнанных почти до скорости света.
В блазарах, самом ярком классе галактик, питаемых сверхмассивными черными дырами, джеты производят большую часть излучения с самой высокой энергией.«Мы действительно видим струю от Swift J1644, но рентгеновские лучи исходят из компактной области около черной дыры у основания крутой воронки втекающего газа, в которую мы смотрим», — сказал соавтор Ликсин Дай. постдокторант в UMCP. «Газ, производящий эхо, сам течет наружу по поверхности воронки со скоростью до половины скорости света».
Рентгеновские лучи, исходящие от черной дыры, возбуждают ионы железа в вихревом газе, заставляя их флуоресцировать с характерным высокоэнергетическим свечением, которое называется излучением K-линии железа. По мере того, как рентгеновская вспышка становится ярче и гаснет, газ следует по очереди с небольшой задержкой, зависящей от расстояния до источника.«Прямой свет от вспышки имеет свойства, отличные от ее эха, и мы можем обнаружить реверберацию, наблюдая, как изменяется яркость при разных энергиях рентгеновского излучения», — сказал соавтор Джон Миллер, профессор астрономии в Мичиганском университете в Анне. Беседка.
Swift J1644 + 57 — одно из трех приливных срывов, вызвавших высокоэнергетическое рентгеновское излучение, и на сегодняшний день оно остается единственным событием, зафиксированным на пике этого излучения. Эти эпизоды измельчения звезд ненадолго активируют черные дыры, о которых астрономы иначе не узнали бы. На каждую черную дыру, которая сейчас активно аккрецирует газ и излучает свет, астрономы полагают, что девять других бездействуют и темны. Эти неподвижные черные дыры были активны, когда Вселенная была моложе, и они сыграли важную роль в эволюции галактик.
Таким образом, приливные сбои дают представление о безмолвном большинстве сверхбольших черных дыр.«Если мы будем смотреть только на активные черные дыры, мы можем получить сильно предвзятую выборку», — сказал член группы Крис Рейнольдс, профессор астрономии из UMCP. «Возможно, все эти черные дыры вписываются в некоторый узкий диапазон спинов и масс. Поэтому важно изучить все население, чтобы убедиться, что мы не предвзяты».
Исследователи оценили массу черной дыры Swift J1644 + 57 примерно в миллион раз больше массы Солнца, но не измерили ее вращение. Команда считает, что с будущими улучшениями в понимании и моделировании потоков аккреции, это станет возможным.