12
| Зображення спалаху гамма-випромінювання чорної діри М87*
Астрономи вперше за більш ніж десятиліття виявили спалах високоенергетичного гамма-випромінювання, що виходить від чорної діри М87*.
Надмасивна чорна діра в центрі галактики М87 стала знаменитою у 2019 році, коли астрономи отримали перше в історії пряме зображення чорної діри. Тепер ця чорна діра знову здивувала вчених, адже вони вперше за більш ніж десятиліття спостережень виявили спалахи гамма-випромінювання дуже високої енергії. Цей спалах випустив у космос фотони, які в мільярди разів більш енергійні, ніж фотони видимого світла. Цей спалах дає безцінні підказки про механізми прискорення частинок поблизу чорних дір. Дослідження опубліковано в журналі Astronomy and Astrophysics, пише Earth.
Для проведення дослідження чорної діри М87* вчені задіяли багато наземних і космічних телескопів, внаслідок чого їм вдалося ретельніше вивчити фізичні явища, що існують біля чорної діри. При цьому вони вперше за багато років виявили рідкісний спалах гамма-випромінювання, що має дуже високу енергію.
Астрономи вивчили релятивістський струмінь чорної діри M87*. Це потік частинок, які рухаються майже зі швидкістю світла, і являють собою матерію, яка не була поглинена чорною дірою. Як показали спостереження, релятивістський струмінь дивує своїм розміром, який перевищує горизонт подій чорної діри в десятки мільйонів разів.
Науковці з’ясували, що під час спалаху гамма-випромінювання, який існував протягом трьох днів, область випромінювання була розміром приблизно 170 астрономічних одиниць, або в 170 разів більша за відстань між Землею і Сонцем. При цьому випромінювання мало набагато більшу енергію, ніж зазвичай виявляють астрономи в околицях чорних дір. Фотони в гамма-спалаху продемонстрували рівні енергії, що досягають декількох тераелектронвольт (ТеВ).
Гамма-випромінювання є найенергійнішою формою електромагнітного випромінювання. Воно виникає в найгарячіших і найекстремальніших умовах Всесвіту, включно з областями навколо чорних дір.
Коли матерія рухається по спіралі, щоб впасти в чорну діру, вона утворює акреційний диск, в якому частинки прискорюються за рахунок втрати гравітаційної потенційної енергії. Магнітні поля перенаправляють деякі з цих частинок у потужні струмені, що виходять із полюсів чорної діри. Цей динамічний і нерегулярний процес може призвести до раптових викидів енергії, таких як спалах гамма-випромінювання.
Мінливість, яку вчені спостерігали під час спалаху гамма-випромінювання, дає важливі підказки про походження спалаху, а також про цикли активності надмасивної чорної діри.
Аналіз спалаху дав змогу виявити зміни у куті положення горизонту подій чорної діри і в положення релятивістського струменя. Ці зміни вказують на фізичний зв’язок між частинками в різних масштабах. Це дає можливість краще зрозуміти механізми, які відповідають за появу високенрегетичних спалахів випромінювання, кажуть учені.
Астрономи давно намагаються з’ясувати, яким чином і де отримують прискорення частинки в струменях надмасивних чорних дір. Нові дані дають можливість перевірити наявні теорії.
