Ученые из университета Лестера (Великобритания) наблюдали за сверхмассивной черной дырой в галактике PG1211+143 и впервые зафиксировали не только мощный выброс материи, но и неожиданный обратный поток — вещество, возвращающееся к черной дыре. Такое поведение нарушает привычные представления о динамике этих космических объектов.
Исследование, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, основано на данных рентгеновского телескопа XMM-Newton, работающего с 1999 года под эгидой Европейского космического агентства. Еще в 2001 году он впервые зарегистрировал потоки ионизированного газа, устремляющиеся от черной дыры со скоростью до 15% от скорости света. Позднее стало ясно, что активные ядра галактик могут не только поглощать материю, но и выбрасывать ее наружу в виде мощных «ветров», вызванных давлением излучения при достижении так называемого предела Эддингтона. Это предел, при котором гравитационное притяжение уравновешивается излучением.
В 2014 году телескоп XMM-Newton зафиксировал редкий приток вещества (эквивалент примерно 10 масс Земли) обратно в область аккреционного диска. Материя сформировала плотное кольцо вокруг черной дыры, и спустя несколько недель оттуда вырвался новый мощный поток, уже со скоростью 27% скорости света. Такие скорости сравнимы с околосветовыми — на них Земля могла бы облететь Солнце менее чем за 2 с.
Авторы выдвинули несколько гипотез. Одна из них — приток нарушил устойчивость короны, горячей плазменной оболочки над аккреционным диском, удерживаемой мощными магнитными полями. Их дестабилизация могла привести к вспышке и выбросу избыточной материи. Другая версия связана с образованием кольца вещества, накопленного в период временного притока. Его существование удалось определить по гравитационному красному смещению.
Распутать эти события помогли сразу две обсерватории: XMM-Newton, работающая в рентгеновском диапазоне, и NASA Swift, фиксирующая как гамма-всплески, так и ультрафиолетовое излучение. Во время аккреции сверх предела Эддингтона формируется оптически толстый диск, в котором фотоны с трудом покидают вещество. Наблюдения Swift показали, что приток был недостаточно мощным, чтобы разрушить диск. А вот XMM-Newton зафиксировал дополнительную массу и энергию, поступившие в систему в 2014 году.
По мнению ученых, именно локальная сверхэддингтоновская аккреция из внутреннего кольца вызвала мощный отток. Это первое прямое наблюдение связи между временным притоком вещества и последующим выбросом, позволяющее по-новому взглянуть на процессы роста сверхмассивных черных дыр.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что представлен концепт первого европейского лунохода.