Впервые обнаружен свет за черной дырой

Исследователи наблюдали яркие вспышки рентгеновского излучения, возникающие при падении газа в сверхмассивную черную дыру. Вспышки отражались от газа, падающего в черную дыру, и по мере затухания вспышек были видны короткие вспышки рентгеновских лучей, соответствующие отражению вспышек от дальней стороны диска, огибающего черную дыру на Его сильное гравитационное поле. © Dan Wilkins

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 необычную закономерность. Он наблюдал серию ярких рентгеновских вспышек, а затем телескопы зафиксировали нечто неожиданное: дополнительные рентгеновские вспышки. Они были меньше, разных «цветов» и возникали позже «основных» ярких вспышек.

Согласно теории, эти световые эхо соответствовали рентгеновским лучам, отраженным позади черной дыры, но даже базовое понимание черных дыр говорит нам, что на самом деле мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой.

Однако есть у черной дыры одна особенность, которая делает это наблюдение возможным.

«Причина, по которой мы это видим, заключается в том, что эта черная дыра искривляет пространство, искривляет свет и закручивает вокруг себя магнитные поля», – объяснил Уилкинс.

Изначально ученые наблюдали за сверхмассивный черной дырой, чтобы узнать больше о так называемой короне. Материал, падающий в сверхмассивную черную дыру, питает самые яркие непрерывные источники света во Вселенной и при этом образует корону вокруг черной дыры. Этот свет, который является рентгеновским светом, можно проанализировать, чтобы нанести на карту и охарактеризовать черную дыру.

Как возникает корона черной дыры? Согласно ведущей гипотезе, газ падает в черную дыру, где он прогревается 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 распадается – ситуация настолько напоминает то, что происходит вокруг нашего собственного Солнца, что ученые позаимствовали для этого явления название «корона» – по аналогии с солнечной короной.

«Это магнитное поле, близкое к черной дыре, нагревает все вокруг нее и производит эти высокоэнергетические электроны, которые затем продолжают производить рентгеновские лучи», – отмечают исследователи. 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.