Смоделировано поведение светящегося газа вокруг черной дыры
Реальность может быть обманчива. Свет от лампы накаливания кажется устойчивым, но он мерцает 120 раз в секунду. Поскольку мозг воспринимает только среднее значение получаемой информации, это мерцание размыто, а восприятие постоянного освещения — просто иллюзия.
В то время как свет не может покинуть черную дыру, яркое свечение быстро вращающегося газа имеет свое собственное уникальное мерцание.
В недавней работе, которая описана в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters, исследователи смогли использовать это едва уловимое мерцание для построения наиболее точной на сегодняшний день модели центральной черной дыры нашей собственной галактики — Стрельца A* (Sgr A*), которая позволила получить представление о таких свойствах, как ее структура и движение.
Впервые исследователи показали в единой модели полную историю того, как газ движется в центре Млечного Пути — от выброса звездами до падения в черную дыру.
Ученые пришли к выводу, что наиболее вероятная картина питания черной дыры в галактическом центре включает в себя прямое падение газа с больших расстояний, а не медленное откачивание вещества с орбиты в течение длительного периода времени.
«Результат оказался очень интересным, — пояснила Лена Мурчикова, один из авторов работы. «Долгое время мы думали, что можем в значительной степени не учитывать, откуда взялся газ вокруг черной дыры. Типичные модели представляют собой искусственное газовое кольцо примерно в форме пончика на некотором большом расстоянии от черной дыры. Мы обнаружили, что такие модели создают образцы мерцания, несовместимые с наблюдениями».
Модель звездного ветра использует более реалистичный подход, согласно которому газ, потребляемый черными дырами, исходно испускается звездами вблизи галактического центра.
Когда этот газ падает в черную дыру, он воспроизводит правильную картину мерцания. «Модель не создавалась с намерением объяснить это конкретное явление. Успех ни в коем случае не был гарантией», — прокомментировали ученые. «Поэтому было очень воодушевляюще видеть, что модель добилась такого впечатляющего успеха после многих лет работы».
«Когда мы изучаем мерцание, мы можем видеть изменения количества света, излучаемого черной дырой, каждую секунду, делая тысячи измерений в течение одной ночи».
«Однако это не говорит нам о том, как газ расположен в пространстве, как это сделало бы крупномасштабное изображение. Комбинируя эти два типа наблюдений, можно смягчить ограничения каждого из них, тем самым получив наиболее достоверную картину».