Впервые астрономы наблюдали, как исчезает корона черной дыры

Впервые астрономы наблюдали, как собственная корона сверхмассивной черной дыры, ультрояркое кольцо высокоэнергетических частиц с температурой в миллиард градусов, окружающее Горизонт Событий черной дыры, была внезапно разрушена.

Причина этого драматического события неясна, хотя исследователи предполагают, что источником катастрофы могла быть звезда, пойманная гравитационным притяжением черной дыры.

Подобно камню, брошенному в водоворот, звезда, возможно, срикошетила через диск черной дыры из вращающегося материала, заставив все вокруг, включая высокоэнергетические частицы короны, внезапно упасть в черную дыру.

В результате, как наблюдали астрономы, произошло резкое и неожиданное падение яркости черной дыры в 10 000 раз менее чем за один год.

«Мы ожидали, что такие большие изменения светимости будут варьироваться во временных масштабах от многих тысяч до миллионов лет», — говорит Эрин Кара, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института.

«Но в этом объекте мы видели, что он меняет светимость в 10 000 раз в течение года, и он даже изменился в 100 раз за восемь часов, что просто совершенно неслыханно и действительно ошеломляет.»

После исчезновения короны астрономы продолжали наблюдать, как черная дыра начала медленно стягивать материал со своих внешних краев, чтобы сформировать новый вращающийся аккреционный диск, который, в свою очередь, начал вращать высокоэнергетические рентгеновские лучи вблизи горизонта событий черной дыры.

Таким образом, всего за несколько месяцев черная дыра смогла породить новую корону, почти вернув себе первоначальную светимость.

«Похоже, это впервые, когда мы видим, как корона сначала исчезает, а затем восстанавливается, и мы наблюдаем это в реальном времени», — говорят исследователи. «Это будет действительно важно для понимания того, как корона черной дыры нагревается и получает материал.»

Физики не уверены, что именно вызывает образование короны, но они полагают, что это как-то связано с конфигурацией линий магнитного поля, проходящих через аккреционный диск черной дыры.

Во внешних областях закрученного диска материала черной дыры линии магнитного поля имеют более или менее простую конфигурацию. Ближе к горизонту событий, особенно вблизи него, круги обладают большей энергией, что может привести к скручиванию и разрыву линий магнитного поля, а затем к их повторному соединению.

Этот клубок магнитной энергии мог бы вращать частицы, вращающиеся вблизи черной дыры, до уровня высокоэнергетических рентгеновских лучей, образуя короноподобную структуру, которая окружает черную дыру.

Исследователи подсчитали, что если бы звезда действительно была причиной разрушения короны черной дыры, и если бы корона вновь образовалась в сверхмассивной черной дыре, то она сделала бы это в радиусе около четырех световых минут — расстояние, которое примерно равно 75 миллионов километров от центра черной дыры.