Сверхмассивные черные дыры

[natsu-shiroi-kaze]

Сверхмассивные черные дыры— одни из самых необычных объектов во Вселенной, способные помочь понять структуру реальности. Команда ученых из США провела комплексное изучение черной дыры в центре Галактики и обнаружила новые феномены.





Стрелец А* (Sgr A*) — сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, расположенная к нам в 100 раз ближе, чем любая другая из ближайших сверхмассивных черных дыр. Учитывая этот факт, Sgr A* — главный кандидат на изучение свечения вещества по мере его аккреции в черную дыру.

За центром Галактики наблюдали десятилетиями. Моделирование механизмов изменчивости света — серьезный вызов нашему пониманию аккреции в сверхмассивные черные дыры, но считается, что соотношение между временем вспышек на разных длинах волн может раскрыть информацию о пространственной структуре: например, о том, становится ли материал горячее вблизи черной дыры. Одна из главных помех продвижения в этом вопросе — малочисленность одновременных наблюдений на разных длинах волн.

Астрономы Джованни Фазио, Джо Хора, Стив Уилнер, Мэтт Эшби, Марк Гарведд и Говард Смит из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и их коллеги провели серию многоволновых наблюдательных кампаний, включавших использование камеры IRAC на телескопе «Спитцер», рентгеновскую обсерваторию «Чандра», а также наземные Обсерваторию Кека и комплекс Submillimeter Array (SMA). Их исследование описано в журнале Astrophysical Journal. «Спитцер» смог непрерывно наблюдать за флуктуациями черной дыры в течение 23,4 часа во время каждой сессии, чего не в состоянии сделать ни одна наземная обсерватория.



Многоволновой вид области вокруг галактического центра Млечного Пути в рентгеновском (синий), инфракрасном (красный) и оптическом спектрах. Астрономы измерили события вспышек на разных длинах волн, исходящих от сверхмассивной черной дыры в самом центре / © X-ray: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy

Вычислительное моделирование излучения вблизи черной дыры представляет собой сложную работу, требующую, помимо всего прочего, симуляции аккреции материала, его нагрева и излучения, а также предсказания Общей теории относительности в отношении того, как это излучение будет видеть наблюдатель (так как все это происходит вблизи черной дыры — вероятно, вращающейся). Теоретики подозревают, что излучение на коротких длинах волн появляется ближе к объекту, а более холодные излучения — уже дальше от него. Другими словами, сначала происходит излучение на коротких волнах, а за ним следует излучение на длинных.

Следовательно, задержка во времени может отражать расстояние между этими зонами. Действительно, при более ранних наблюдениях, часть из которых провела та же команда, ученые обнаружили, что горячие околоинфракрасные вспышки предшествовали субмиллиметровым вспышкам, наблюдаемым на SMA. В своей работе исследователи сообщают о двух вспышках, вероятно, нарушающих эти и другие очевидные модели: первое событие произошло одновременно на всех длинах волн, во втором — рентгеновские, околоинфракрасные и субмиллиметровые вспышки происходили с разницей в час, то есть не совсем одновременно, но все же крайне близко друг к другу. Новые наблюдения расширятся в ходе будущих одновременных кампаний.

Отсюда