Цивилизация
Учёные зафиксировали у сверхмассивной чёрной дыры в центре активной галактики почти периодические колебания рентгеновского излучения от сверхмассивной чёрной дыры – так называемые квазипериодические осцилляции с периодом около одного часа. По мнению авторов работы, опубликованной в Nature, им, наконец, удалось найти у сверхмассивной чёрной дыры едва ли не единственное свойство чёрных дыр звёздных масс, которое долгие годы ускользало от внимания астрономов.
Чёрная дыра, которую исследовали астрономы, находится на расстоянии примерно 570 миллионов световых лет от нас на границе созвездий Большой Медведицы и Малого Льва. Она расположена в центре галактики с активным галактическим ядром, известной астрономам, как источник рентгеновского излучения RE J1034+396, или KUG 1031+398. Собственно, источником этого излучения является газ, падающий на чёрную дыру. Накапливаясь в так называемом аккреционном диске, газ нагревается до температур в миллионы градусов и ярко светится в рентгеновском диапазоне.
Нечто подобное наблюдается и для чёрных дыр звёздных масс, входящих в пары с другими звёздами. Высасываемый из соседки газ так же закручивается в диск и настолько же ярко светится – только в гораздо меньших масштабах. Между наблюдаемыми свойствами источников двух классов – сверхмассивными чёрными дырами, имеющимися в центре любой крупной галактики, и дырами звёздных масс – очень много общего. Поэтому учёные предполагают, что методы исследований, отточенные на «звёздных» чёрных дырах, можно будет использовать и для изучения сверхмассивных дыр.
Однако надёжных свидетельств квазипериодических осцилляций, QPO – то есть «почти периодических» колебаний с не очень устойчивыми периодом и фазой – для сверхмассивных чёрных дыр до сих пор не было – утверждают Марек Герлиньский и его коллеги из британского Даремского университета. Хотя само утверждение спорно, нет сомнений в том, что данные Герлиньского и его коллег очень убедительны. Колебания потока рентгеновского излучения, зафиксированные с помощью европейской рентгеновской обсерватории XMM-Newton, на протяжении почти суток не меняют фазы и периода, который составляет примерно 1 час. Добротность колебаний учёные оценили в 16,2, так что добавлять к их характеристикам квалификатор «квази» даже слегка неловко.
Хотя сам механизм возникновения QPO до сих пор остаётся неясным (учёные полагают, что они как-то связаны с колебаниями положения или свойств вещества в аккреционном диске), их изучение в паре с другими методами исследования чёрных дыр в Галактике позволило связать свойства QPO со свойствами самих чёрных дыр. Учёные надеются теперь применить эту методику к определению массы и других свойств «центральных монстров» далёких галактик – благо, калибровка соотношения между массой и периодом колебаний в значительной степени проведена усилиями российского астронома Льва Титарчука, работающего сейчас в Центре космических полётов NASA имени Годдарда, и его коллег.
Кроме того, исследования квазипериодических осцилляций у сверхмассивных чёрных дыр должны помочь выяснить природу этих загадочных колебаний. Дело в том, что их периоды у сверхмассивных дыр существенно длиннее, а значит, за каждый цикл успевает накопиться достаточно много фотонов, и ошибки определения параметров колебаний падают. А исследование индивидуальных циклов критически важно для колебаний, период и фаза которых сильно флуктуируют от цикла к циклу.
