Астрономы опровергают давно известную теорию о рентгеновском излучении от черных дыр

Май 30, 2023 Леонид Гляделов

Используя рентгеновский телескоп «Чандра», астрономы наблюдали за излучением пятидесяти шести сверхмассивных черных дыр и определили, что их яркость сильно колеблется, опровергнув тем самым широко распространенное представление о том, что за рентгеновский выход этих объектов отвечает обратное комптоновское рассеяние. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба университета.

«По словам исследователя из Университета Южной Америки Эйлин Мейер, для объяснения рентгеновского излучения черных дыр были выдвинуты две модели — инверсно-комптонная и синхротронная. Первая модель связывает это излучение с электронами с более низкой энергией, а вторая — с частицами чрезвычайно высокой энергии. Однако первая модель совершенно несовместима с наблюдаемой изменчивостью излучения сверхмассивных черных дыр»,— сообщил представитель университета.

Рентгеновская обсерватория «Чандра», показала, что сверхмассивные черные дыры не только генерируют видимый свет, но и производят рентгеновское излучение. Это стало прорывом в понимании того, как и откуда исходят эти рентгеновские лучи, а также как часто меняется уровень их яркости. Известно, что большинство галактик содержат в своем центре огромную черную дыру, из которой поглощается материя, а часть ее выбрасывается в виде струй, состоящих из пылающих частиц плазмы, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.

Мейер и ее команда положили конец этим спорам, в течение длительного периода наблюдая за эмиссионным свечением более 60 сверхмассивных черных дыр, расположенных в соседних галактиках. Это исследование было начато исследователями при помощи «Чандры» после того, как шесть лет назад их партнеры нашли доказательство того, что рентгеновская яркость черной дыры в ядре галактики удивительно изменчива.

Ученые провели многочисленные исследования с помощью «Чандры» и множества крупных наземных радиотелескопов, чтобы определить поток нескольких светящихся квазаров в течение нескольких лет. Они обнаружили, что светимость по крайней мере трети этих черных дыр значительно меняется в течение длительных периодов времени.

Мейер пришел к выводу, что теория, связывающая получение рентгеновского излучения от черных дыр с обратным комптоновским рассеянием, неверна. Это был бы особый вид процесса, который должен был бы давать яркое рентгеновское излучение в результате столкновений между легкими частицами и низкоэнергетическими электронами внутри джетов этих черных дыр. Чтобы решить эту загадку, эксперты предполагают, что колебания светимости джетов могут быть вызваны синхротронным излучением, то есть взаимодействием между высокоэнергетическими электронами и магнитными полями вокруг них. Однако где и как это происходит, ученым еще предстоит выяснить.