Ученые полностью пересмотрели существующую теорию о возникновении и поддержании рентгеновского излучения, которое испускают струи черных дыр. Оказалось, что популяции высокоэнергетических электронов, сосредоточенные в небольших областях пространства, излучают рентгеновские лучи. При этом рентгеновское излучение меняется по всей длине струи в течение нескольких лет, а не остается стабильным миллионы лет, как считалось раньше. Полученные данные требуют пересмотра представлений о черных дырах и разработок моделей, согласующихся с открытием. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Совсем недавно ученые обнаружили, что струи черных дыр испускают рентгеновское излучение. При этом ускорение частиц происходит в центре галактики в «двигателе» черной дыры, который приводит в движение струю. Согласно устоявшейся модели, космический микроволновый фон абсолютно устойчив и рассеивающие его электроны имеют очень низкую энергию с чрезвычайно длительными периодами охлаждения.
Международный коллектив ученых опроверг имеющиеся представления о струях черных дыр и предложил новую теорию их возникновения и существования. Для этого они проанализировали архивные данные, собранные с помощью космической рентгеновской обсерватории Chandra. Авторы изучили 155 уникальных областей внутри 53 струй. Кроме того, исследователи обработали дополнительные радиоволновые изображения, используя архивные данные радиотелескопа Very Large Array в США. Ученые выровняли и наложили радио- и рентгеновские изображения струй, в результате чего идентифицировали отдельные компактные зоны излучения — узлы. Затем исследователи оценили изменчивость в отдельных областях узлов, а не на всем протяжении струи, чтобы избежать независимых и случайных изменений вдоль струи, которые могли бы помешать статистическому анализу.
Так авторы получили результаты, противоречащие принятой модели о возникновении рентгеновского излучения. Ученые считают, что рентгеновские лучи должны испускаться популяцией высокоэнергетических электронов, сосредоточенных в небольших областях пространства. При этом участки, ответственные за излучение, должны быть намного меньше ширины струи. В результате быстрые изменения в рентгеновском излучении должны происходить по всей длине струи. Это предполагает, что частицы также должны ускоряться на всем протяжении струи на огромном расстоянии от ее источника в черной дыре.
«Извлечение этого результата из данных было почти похоже на чудо, потому что наблюдения не были рассчитаны на его обнаружение. Мы надеемся, что наше исследование станет реальным призывом к теоретикам: в принципе взглянуть на этот результат и разработать модели струй, которые согласуются с тем, что мы нашли», — замечают авторы исследования.
Автор: Анна Дегтярь.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
