Черная дыра поглощает сверхновую — фото

Снимок Туманности Ламантина, составленный из кадров, полученных с нескольких телескопов, улавливающих свет с разной длиной волны, позволил в деталях разглядеть, что происходит, когда черная дыра поглощает остатки сверхновой. Фото и комментарий к нему опубликовало NASA (США).

Двойные звездные системы, в которых сверхновая переродилась в черную дыру и выкачивает материю из звезды-компаньона, называются микроквазарами. Объект Стивенсон и Сандулек 433, или SS 433 образовался на месте взрыва сверхновой W50 в созвездии Орла, примерно в 18 000 световых годах от Земли. Это первый открытый микроквазар в истории земной науки, он известен с 1970-х годов.

Кроме черной дыры и звезды ученые на протяжении многих лет наблюдают около SS 433 потоки частиц, которые продуцирует черная дыра. Ведь эти объекты не только поглощают вещество, но и выплескивают материю. И эти выбросы могут быть настолько мощными, что скорость потока близка к скорости света — такие явления называют джеты. Ученые полагают, что при этом могут получать ускорение частицы, называемые космическими лучами, но об этом процессе мало что известно.

Использование снимков одного объекта с нескольких телескопов позволяет четко разграничить разные аспекты такого многогранного явления в SS 433. Для этого изображения были объединены: съемка электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн, рентгеновского излучения, а также съемка в инфракрасном спектре.

Сине-зеленое облако — это радиоизлучение остатков сверхновой, которая породила черную дыру. Его форма была искажена из-за потоков, бьющих из черной дыры со скоростью примерно 26% скорости света, или около 77 000 км в секунду.

Джеты (точнее, их рентгеновское излучение) — это сине-фиолетовый и розовато-белый мазки. Их удалось различить на расстоянии около 100 световых лет от дыры, где потоки обладают наибольшей энергией из-за столкновения с частицами внутри потока. Это изображение позволило ученым делать выводы о магнитном поле, которое, как считается, играет ключевую роль в придании частицам огромного ускорения.

Материя внутри потоков, бьющих из черной дыры, удаляется от нее, вращаясь по спирали. И магнитные поля каждой из этих струй вещества параллельны им. Более того, одно из использованных для съемки устройств, космическая обсерватория Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), зафиксировало особое свойство рентгеновского света, называемое поляризацией, которое свидетельствует об организованности и выравнивании электромагнитных волн на рентгеновских частотах. То есть, о том, что магнитное поле хорошо упорядочено — и вот это было неожиданным открытием.

«Исследователи долгое время предполагали, что взаимодействие между потоком [исходящим из черной дыры] и межзвездной средой – средой газа и пыли между звездами – вероятно, создает ударную волну, приводящую к неупорядоченным магнитным полям. Новые данные предполагают иную возможность: магнитные поля внутри мощных потоков могут быть «захвачены» и растянуты, когда они сталкиваются с межзвездной материей, напрямую влияя на их выравнивание в области ускорения частиц», — отметили в NASA.

Дальнейшее исследование космоса с помощью IXPE, позволившей зафиксировать магнитные поля джетов, должно, как предполагается, показать, действует ли этот же механизм для выравнивания магнитных полей в других потоках частиц, появившихся по разным причинам: испускаемых черными дырами, получившихся при взрыве сверхновой, наблюдаемых от таких явлений как блазар.