Российские ученые посчитали расстояние и массу черной дыры MAXI J1348-630. Пылевое кольцо, образовавшееся при вспышке на объекте, помогло точно рассчитать расстояние до него. Оказалось, что черная дыра расположена всего в 9 тысячах световых лет от нас, а весит в два раза больше, чем предсказывали изначальные расчеты. Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics.
В начале 2019 года в созвездии Центавра вспыхнул новый источник. В течение пары дней он стал ярче Крабовидной туманности — самого яркого источника в рентгеновском диапазоне. Первым эту вспышку обнаружил телескоп MAXI, поэтому объект назвали MAXI J1348-630. Объект светился в течение 2–5 дней, а угасал в течение 4–6 месяцев.
Многие объекты в космосе излучают волны в рентгеновском диапазоне. Однако вспышка черных дыр и нейтронных звезд происходит из-за того, что усиливается темп приращения массы черных дыр и нейтронных звезд за счет вещества из окружающего пространства. Долгое время было непонятно, какова природа объекта MAXI J1348-630. Ученым нужно было выяснить, что он из себя представляет: черную дыру или нейтронную звезду.
У черных дыр есть горизонт событий — «воображаемая» граница пространства-времени, из которой не может вырваться даже свет. А у нейтронных звезд есть «твердая» поверхность. Если бы эти объекты находились близко к нашей планете, то различить их было бы просто. Но они слишком далеко (даже по космическим меркам). Поэтому астрофизики использовали мощные телескопы.
Когда случается вспышка, детекторы регистрируют излучение, приходящее на Землю, в нескольких диапазонах — оптическом, рентгеновском и радио. Спектральные и временные характеристики позволяют понять размер и температуру объекта, сделать выводы о механизме излучения. Если ученым будет известно расстояние, то они могут узнать массу объекта: нейтронные звезды весят меньше трех Солнц, а «звездные» черные дыры — от 3 до 50 масс Cолнца.
Как далеко находится MAXI J1348-630, ученым было неизвестно. Поэтому массу этого объекта они не могли точно рассчитать. Однако российско-немецкий космический телескоп «Спектр-РГ» недавно обнаружил гигантское пылевое кольцо вокруг MAXI J1348-630. Вероятно, оно появилось в результате кратковременной вспышки. Излучение объекта отразилось от этого кольца в разных точках и пришло к нашей планете с задержкой. Это называется эффектом «светового эха». Расстояние до этих облаков уже было известно благодаря сверхточным измерениям в эксперименте Gaia. Из-за этого исследователям удалось уточнить расстояние до объекта.
Оказалось, что до MAXI J1348-630 всего 9 тысяч световых лет. С помощью скалирования исследователи рассчитали тип объекта и его массу. Они изучили «наклон» спектра, который увеличивается во время развития вспышки у черных дыр и остается неизменным у нейтронных звезд. Оказалось, что загадочный объект — это черная дыра.
После этого ученые нашли черную дыру, которая во время вспышки вела себя похоже. Потоки их излучения различались из-за разного расстояния и масс. С учетом этой разницы исследователи смогли уточнить массу MAXI J1348-630.
«Полученное значение согласуется с другими методами, при этом имеет меньший разброс. В итоге масса оказалась в два раза больше, чем изначальные оценки. Такие измерения важно проводить, чтобы проверить правильность наших знаний и теорий о Вселенной и о ее развитии. Если бы масса черной дыры оказалась больше 50 масс Солнца, то пришлось бы пересматривать основы физики звезд и звездной эволюции. В этот раз такого не произошло», — прокомментировала работу доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела звездной астрофизики ГАИШ МГУ Елена Сейфина.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
