Ученые разгадали 40-летнюю загадку черной дыры

Это удалось сделать с помощью космического телескопа NASA.

Ученые использовали космический телескоп IXPE для того, чтобы разгадать 40-летнюю загадку струи черной дыры. Эта огромная черная дыра находится в центре блазара, одного из самых ярких объектов во Вселенной. Блазары являются активными ядрами галактик и данный блазар находится в большой эллиптической галактики Маркарян 501, пишет SciTechDaily (перевод - «Фокус»).

Она расположена на расстоянии в 450 млн световых лет от нас в созвездии Геркулеса. Черная дыра всасывает все вещество, которое кружится вокруг нее в диске и благодаря этому выпускает две мощные струи излучение, которые расходятся в разные стороны, перпендикулярно друг другу. И одно из этих струй направлена в сторону Земли.

На протяжении десятилетий ученые задавались вопросом: как частицы в этих струях разгоняются до таких высоких энергий? И наконец они нашли ответ.

Согласно новому исследованию международной группы ученых, космический телескоп IXPE помог решить давнюю загадку. Ученые считают, что высокая скорость и высокая энергия частиц в струе черной дыры является следствием появления ударной волны внутри данной струи излучения.

- Этой загадке уже 40 лет, и мы ее наконец-то разгадали, теперь воедино собраны все кусочки этого загадочного паззла, — говорит Яннис Лиодакис из Финского центра астрономии.

Космический телескоп IXPE, который был запущен в космос только в конце прошлого года, измерение поляризацию рентгеновского излучения, то есть он может определить среднее направление и интенсивность электрического поля световых волн, которые составляют рентгеновские лучи.

Данный телескоп как раз и наблюдал за излучением, которое исходит из центра галактики Маркарян 501. Ученые использовали эти данные, а также информацию о блазаре, которую они собрали во время наблюдений с помощью наземных телескопов в разных диапазонах длин волн света, включая радиоволны, оптические и рентгеновские лучи.

Ученые обнаружили, что рентгеновский свет более поляризован, чем оптический свет, но его направление было одинаковым для всех наблюдаемых длин волн света, а также совпадало с направлением струи излучения из черной дыры.

Затем ученые сравнили полученные данные с тем ,что показывало компьютерное моделирование, и пришли к выводу, что о эти данные наиболее точно соответствуют развитию событий, при которых ударная волна ускоряет частицы внутри струи. Она возникает, когда что-то движется быстрее, чем скорость звука окружающего вещества, например, когда сверхзвуковой самолет летит в атмосфере.

Происхождение этих ударных волн до сих пор остается загадкой для астрономов, но они предполагают, что возмущение потока излучения приводит к тому, что его часть становится сверхзвуковой. Это может быть результатом столкновения частиц высокой энергии внутри струи или резких изменений давления. По словам ученых, во время движения ударной волны, магнитное поле становится сильнее, а энергия частиц увеличивается и эта энергия исходит от энергии движения вещества, создающего ударную волну.

Когда частицы в струе летят наружу, они сначала выпускают рентгеновские лучи, потому что они чрезвычайно энергичны. Двигаясь дальше они начинают терять энергию, что заставляет их излучать менее энергичный свет, такой как оптические волны, а затем радиоволны.