Когда газ притягивается к черной дыре, он формирует аккреционный поток, который испускает рентгеновское, оптическое и радиоизлучение. Если магнитное поле вокруг этого потока достаточно сильное, то оно может противостоять гравитационному притяжению. Ученые сравнили разные типы волн, исходящие от аккреционного потока, и обнаружили, что оптические и радиопотоки задерживались относительно рентгеновских лучей на 17 и 8 дней соответственно. Так авторы доказали формирование магнитно-замкнутого диска, теория о существовании которых была высказана давно, но доказательств не было. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Аккреция — это процесс захвата газа черной дырой. Такой газ называется аккреционным потоком, он высвобождает энергию, часть которой преобразуется в рентгеновское, оптическое и радиоизлучение. Ученые могут наблюдать за этими волнами с помощью телескопов и таким образом «видеть» черную дыру. При этом аккреция материала затягивает присутствующие магнитные поля внутрь, увеличивая их силу. В результате наступает момент, когда магнитное поле становится настолько большим, что останавливает аккрецию, создавая при этом магнитно-замкнутый диск. Исследователи предложили теорию магнитно-замкнутого диска много лет назад, однако доказательств существования этого диска не было.
Черные дыры существуют во многих двойных звездных системах Млечного Пути. Большую часть времени они находятся в состоянии покоя и испускают слабое электромагнитное излучение. Однако иногда они переходят в период вспышки и испускают рентгеновские лучи. За это такие черные дыры называются рентгеновскими двойными черными дырами. Китайские, французские и польские ученые проанализировали вспышку такой черной дыры MAXI J1820+070. Они использовали данные, полученные от китайского рентгеновского астрономического спутника и от нескольких телескопов. Исследователи наблюдали за рентгеновским, оптическим и радиоизлучением. Оказалось, что радиоволны отставали от рентгеновских лучей на 8 дней, а оптические потоки — на 17.
Авторы интерпретировали задержку между радио- и рентгеновскими лучами как доказательство формирования магнитно-замкнутого диска. При этом время радиопика совпало с его образованием. Также ученые смоделировали вспышку черной дыры и обнаружили, что при приближении к ее концу все больше вещества из дальней внешней области падало к черной дыре из-за нестабильности. Это привело к оптической вспышке во внешней области аккреционного потока, пик которой отставал от пика жестких рентгеновских лучей на 17 дней.
«Из-за универсальности физики аккреции черных дыр, где процессы аккреции для черных дыр разного масштаба массы следуют одним и тем же физическим законам, это исследование продвинет понимание научных вопросов, связанных с крупномасштабным формированием магнитного поля, реактивной мощностью и механизмами ускорения аккреции черных дыр разной массы», — рассказывают авторы исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
