Астрономи знайшли аномальну структуру біля чорної діри

Астрономи Лестерського університету вперше зафіксували падіння речовини на надмасивну чорну діру зі швидкістю, що дорівнює 30 відсоткам від швидкості світла. Це вказує на те, що плазма, що обертається навколо дірки, утворює не плоский аккреційний диск, а складну структуру з хаотичних кілець. Стаття вчених опублікована в журналі Royal Astronomical Society.

PG211+143, віддалена більш ніж на мільярд світлових років від Землі, являє собою сейфертовскую галактику, тобто галактики з активним ядром, виділяють величезну кількість енергії. У центрі ядра розташовується кормящаяся надмасивна чорна діра, навколо якої є диск з швидко обертового речовини. Цей диск випромінює потужне електромагнітне випромінювання, що перевершує межа Еддінгтона, тобто сила виникають полів в деяких областях перевищує гравітаційні сили чорної діри. В результаті виникають ультрашвидкі викиди (ultrafast outflows, UFO) плазми, швидкість яких досягає 0,2 швидкості світла.

Дані, отримані за допомогою космічного телескопа XMM-Newton і інших інструментів, показали, що внутрішній диск навколо чорної діри має складну структуру, в результаті чого ультрашвидкі викиди з різних регіонів розвивають різні швидкості. Результати попередніх досліджень дозволили припустити, що деякі такі викиди можуть потрапляти прямо в чорну діру, що кидає виклик уявленням про плоскому аккреційному диску, речовина в якому повільно, по спіралі, наближається до горизонту подій.

Розрахунки показують, що на диски в активних галактичних ядрах діють сили, що виникають при ефекті Ленз-Тіррінга, який спостерігається поблизу обертових масивних тел. З'являються додаткові прискорення, подібні з прискоренням Коріоліса. У результаті диск розривається на окремі кільця газу, які починають зміщуватися випадковим чином. Ці кільця можуть стикатися одне з одним, в результаті речовина в них втрачає швидкість і падає в чорну діру. При цьому залишковий момент імпульсу, що характеризує обертальний рух, може дозволити газу утворити диск меншого радіусу.

Вчені проаналізували дані, отримані за допомогою космічного телескопа XMM-Newton, і виявили свідоцтва існування короткоживучого потоку плазми, спрямованого на чорну діру з 0,3 швидкості світла. Це доводить, що аккреционные диски дійсно здатні розщеплюватися.

Астрономи відзначають, що така хаотична аккреция стримує обертання чорної діри і дозволяє їй швидко рости. Це допомогло б вирішити проблему надмасивних чорних дір в ранній Всесвіту, які, згідно однієї з гіпотез, з'явилися великих «зародків» — чорних дірок, безпосередньо утворилися з гігантських хмар газу або при колапсі особливо великих зірок. Результати дослідження показують, що в таких масивних зародках немає необхідності.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що астрономи отримали перший знімок структури біля чорної діри.

Категория: Наука