Астрономы впервые обнаружили свет из-за черной дыры

Наблюдая за рентгеновскими лучами, выбрасываемыми во Вселенную сверхмассивной черной дырой в центре галактики на расстоянии 800 миллионов световых лет от нас, астрофизик Стэнфордского университета Дэн Уилкинс заметил интригующую закономерность. Он наблюдал серию ярких рентгеновских вспышек, а затем телескопы зафиксировали нечто неожиданное: дополнительные рентгеновские вспышки, которые были меньше, позже и разных «цветов», чем начальные яркие вспышки.

Согласно теории, это световое эхо соответствовало рентгеновским лучам, отраженным позади черной дыры, но даже базовое понимание черных дыр говорит нам, что это странное место для света.

«Любой свет, попадающий в эту черную дыру, не выходит из нее, поэтому мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой», — сказал Дэн Уилкинс, научный сотрудник Института астрофизики элементарных частиц и космологии им. Кавли. Однако есть еще одна странная характеристика черной дыры, которая делает это наблюдение возможным. «Причина, по которой мы можем это видеть, заключается в том, что эта черная дыра искривляет пространство, искривляет свет и закручивает вокруг себя магнитные поля», — объяснил Уилкинс.

Открытие является первым прямым наблюдением света из-за черной дыры — сценарий, предсказанный общей теорией относительности Эйнштейна, но не подтвержденный до сих пор.

«Пятьдесят лет назад, когда астрофизики начали размышлять о том, как магнитное поле может вести себя вблизи черной дыры, они понятия не имели, что однажды у нас могут появиться методы, чтобы наблюдать это напрямую и увидеть общую теорию относительности Эйнштейна в действии», — сказал Роджер Бландфорд, соавтор статьи.

Как увидеть черную дыру

Изначальная мотивация этого исследования заключалась в том, чтобы узнать больше о загадочной особенности определенных черных дыр, называемой короной. Материал, падающий в сверхмассивную черную дыру, питает самые яркие непрерывные источники света во Вселенной и при этом образует корону вокруг черной дыры. Этот свет — рентгеновский — можно проанализировать, чтобы нанести на карту и охарактеризовать черную дыру.

 Смотрите также: Астрономы наблюдают за звездой, которую поглощает черная дыра

Ведущая теория о том, что такое корона, начинается со скольжения газа в черную дыру, где он нагревается до миллионов градусов. При этой температуре электроны отделяются от атомов, создавая намагниченную плазму.

Захваченное мощным вращением черной дыры, магнитное поле изгибается так высоко над черной дырой и так сильно вращается вокруг себя, что в конечном итоге полностью разрушается — ситуация настолько напоминает то, что происходит вокруг нашего собственного Солнца, что она позаимствовала название «корона».

«Это магнитное поле, которое связывается и затем замыкается близко к черной дыре, нагревает все вокруг нее и производит высокоэнергетические электроны, которые затем продолжают производить рентгеновские лучи», — говорят ученые.

Когда они присмотрелись поближе, чтобы выяснить происхождение вспышек, они увидели серию более мелких вспышек. Исследователи определили, что это те же рентгеновские вспышки, но отраженные от задней части диска — первый взгляд на дальнюю сторону черной дыры.