Астрофизиците откриха промени в яркостта на светлината, наблюдавани в покрайнините на една от най-близките до нас черни дупки, разположена на разстояние 9600 светлинни години от Земята.
Учените се интересуваха от бинарната звездна система MAXI J1820+070, открита от японския рентгенов телескоп на борда на Международната космическа станция през 2018 г. По правило такива двойни системи съдържат звезда с ниска маса, подобна на нашето Слънце, и много по-компактен обект - това може да бъде бяло джудже, неутронна звезда или черна дупка. MAXI J1820+070 съдържа черна дупка с поне 8 пъти по-голяма маса от нашето Слънце.
Кривата на светлината, анализирана от учените, е получена от астролюбители по време на почти едногодишни наблюдения по целия свят. Звездата в MAXI J1820+070 е една от трите най-ярки рентгенови звезди, наблюдавани някога. Това е така не само защото е изключително близо до Земята, но и защото успешно се намира извън равнината на нашата галактика Млечен път. Тъй като остана ярък в продължение на много месеци, голям брой хора успяха да го наблюдават.
Но почти 3 месеца след началото на изригването се случи нещо неочаквано - кривата на светлината изглежда претърпя огромна модулация с период от около 17 часа - наблюдава се удвояване на яркостта на пика. В същото време няма промени в рентгеновия диапазон. Въпреки че в миналото са наблюдавани малки квазипериодични видими модулации по време на други рентгенови изблици, нищо подобно не е наблюдавано преди. Какво причини такова необичайно поведение?
Материалът от звездата се изтегля от компактния обект в акреционния диск от спирален газ, който го заобикаля. Изригванията възникват, когато материалът в диска се нагрее, натрупа се върху черна дупка и освободи огромни количества енергия, преди да пресече хоризонта на събитията. Този процес е хаотичен и силно променлив, като времевите граници варират от милисекунди до месеци.
Когато огромен рентгенов лъч излиза от много близка черна дупка и след това облъчва заобикалящата материя, по-специално акреционния диск, нагрявайки го до температура от около 10 хиляди K, неговото излъчване е в оптичния диапазон, по-специално ние вижте излъчената светлина. Ето защо, когато интензивността на рентгеновата светкавица намалява, видимата светлина също намалява.
Имаше само едно възможно обяснение: огромен поток от рентгеново лъчение облъчва акреционния диск и причинява неговото изкривяване, което осигурява силно увеличение на площта, в резултат на което светлинният поток също се увеличава. Това поведение е било наблюдавано преди в рентгенови двойни системи с по-масивни звезди, но никога в системи с черна дупка и звезда с ниска маса.
Астрофизиците знаят за няколко десетки бинарни системи с черни дупки в нашата Галактика, с маси в диапазона от 5-15 слънчеви маси. Те също растат чрез натрупване на материя.
Прочетете също:
- Черната дупка "Еднорог" може да е най-малката и най-близо до Земята
- Черната дупка изведнъж потъмня и никой не знае защо