Астрономи розгадали 40-річну загадку чорної діри за допомогою космічного телескопа NASA

Учені використали космічний телескоп IXPE для того, щоб розгадати 40-річну загадку струменя чорної діри. Ця величезна чорна діра розташована в центрі блазара, одного з найяскравіших об'єктів у Всесвіті. Блазар є активними ядрами галактик, і цей блазар розташований у великій еліптичній галактиці Маркарян 501. Вона розташована на відстані 450 млн світлових років від нас у сузір'ї Геркулеса. Чорна діра всмоктує всю речовину, яка крутиться навколо неї в диску, і завдяки цьому випускає два потужні струмені випромінювання, які розходяться в різні боки, перпендикулярно один одному. І один із цих струменів спрямований у бік Землі. Протягом десятиліть учені запитували себе: як частинки в цих струменях розганяються до таких високих енергій? І нарешті вони знайшли відповідь, пише SciTechDaily.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Згідно з новим дослідженням міжнародної групи вчених, космічний телескоп IXPE допоміг вирішити давню загадку. Вчені вважають, що висока швидкість і висока енергія частинок у струмені чорної діри є наслідком появи ударної хвилі всередині цього струменя випромінювання.

"Цій загадці вже 40 років, і ми її нарешті розгадали, тепер воєдино зібрані всі шматочки цього загадкового пазла", — говорить Янніс Ліодакіс із Фінського центру астрономії.

Космічний телескоп IXPE, який був запущений у космос лише наприкінці минулого року, вимірює поляризацію рентгенівського випромінювання, тобто він може визначити середній напрямок та інтенсивність електричного поля світлових хвиль, що становлять рентгенівські промені.

Цей телескоп якраз і спостерігав за випромінюванням, яке виходить із центру галактики Маркарян 501. Учені використали ці дані, а також інформацію про блазар, яку вони зібрали під час спостережень за допомогою наземних телескопів у різних діапазонах довжин хвиль світла, включаючи радіохвилі, оптичне та рентгенівське проміння.

Учені виявили, що рентгенівське світло поляризованіше, ніж оптичне світло, але його напрямок був однаковим для всіх довжин хвиль світла, що спостерігалися, а також збігалося з напрямком струменя випромінювання з чорної діри.

Потім учені порівняли отримані дані з тим, що показувало комп'ютерне моделювання, і дійшли до висновку, що ці дані найточніше відповідають розвитку подій, за яких ударна хвиля прискорює частки всередині струменя. Вона виникає, коли щось рухається швидше, ніж швидкість звуку навколишньої речовини, наприклад, коли надзвуковий літак летить в атмосфері.

Походження цих ударних хвиль досі залишається загадкою для астрономів, але вони припускають, що обурення потоку випромінювання призводить до того, що його частина стає надзвуковою. Це може бути результатом зіткнення частинок високої енергії всередині струменя або різких змін тиску. За словами вчених, під час руху ударної хвилі магнітне поле стає сильнішим, а енергія частинок збільшується, і ця енергія походить від енергії руху речовини, що створює ударну хвилю.

Коли частки в струмені летять назовні, вони спочатку випускають рентгенівське проміння, тому що вони надзвичайно енергійні. Рухаючись далі, вони починають втрачати енергію, що змушує їх випромінювати менш енергійне світло, таке як оптичні хвилі, а потім радіохвилі.

Як уже писав Фокус, усупереч наявним теоріям на задвірках космосу випадково зіткнулися чорні діри. Це було найдивніше та найшвидше злиття двох чорних дір, які бачили вчені.

Також Фокус писав про незвичайне зіткнення нейтронних зірок, яке призвело, всупереч теоріям, до несподіваного ефекту.