Переполненное звездное поле вокруг GRS 1915 и его крупный план (врезка). Источники: Рентген: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Оптика: Palomar DSS2.
Черные дыры звездной массы, масса которых в 7–25 раз превышает массу Солнца, называются «микроквазарами», когда они порождают мощные струи частиц и излучения, миниатюрные версии тех, что наблюдаются в квазарах. Черные дыры звездных масс находятся на узком конце шкалы напротив сверхмассивных черных дыр, в том числе в квазарах, которые весят от миллионов до миллиардов раз больше массы Солнца.
Согласно новому исследованию, самолеты микроквазаров могут быть частью секретного оружия для сохранения их миниатюрных фигур.
Рентгеновская обсерватория Чандра НАСА впервые заметила взаимодействие на известном микроквазаре, находящемся на расстоянии около 40 000 световых лет от нас в созвездии Аквилы. Эта система, GRS 1915 + 105 (сокращенно GRS 1915), содержит черную дыру, примерно в 14 раз превышающую массу Солнца, которая питается материалом от ближайшей звезды-компаньона. Когда материал закручивается к черной дыре, образуется аккреционный диск.
Два астронома из Гарварда раскрывают недавно обнаруженное перетягивание каната между джетами и горячими ветрами материала, движущегося по спирали к черной дыре в так называемом «аккреционном диске». И струи, и горячий ветер выбрасывают из потока материю, которая в противном случае способствовала бы росту черной дыры.
Chandra со своим спектрографом наблюдала GRS 1915 одиннадцать раз с момента его запуска в 1999 году. Эти исследования показывают, что джет в GRS 1915 может периодически перекрываться, когда горячий ветер, наблюдаемый в рентгеновских лучах, отталкивается от аккреционного диска вокруг черная дыра. Считается, что ветер закрывает струю, лишая ее вещества, которое в противном случае могло бы питать ее. И наоборот, как только ветер стихнет, струя может снова появиться.
Скорость аккреции меняется, но из-за взаимодействия скорость оттока остается постоянной.
«Кажется, что черная дыра способна контролировать, сколько вещества она потребляет или не потребляет в любой момент времени», - сказал ведущий автор исследования Джозеф Нилсен, докторант Гарварда.
Саморегулирование - обычная тема при обсуждении сверхмассивных черных дыр, но это первое явное свидетельство этого в черных дырах звездных масс.
Нейлсен говорит, что трудно удержаться от приписывания своевольности поведению черной дыры: «Когда вы говорите о регулировании, это действительно подразумевает своего рода самоконтроль», - сказал он. «Мы видим, что это происходит, но, конечно, неясно, почему. А пока мы просто связываем это с каким-то желанием черной дыры ».
Хотя микроквазары и квазары различаются по массе в миллионы раз, они должны демонстрировать сходство в поведении, если принять во внимание их очень разные физические масштабы.
Временной масштаб изменения поведения черной дыры должен изменяться пропорционально массе. Например, часовая шкала изменений в GRS 1915 будет соответствовать примерно 10 000 годам для сверхмассивной черной дыры, которая весит в миллиард раз больше массы Солнца.
«Мы не можем надеяться исследовать на таком уровне детализации какую-либо одну сверхмассивную систему черных дыр», - сказала соавтор Джулия Ли, астроном из Гарварда. «Итак, мы можем многое узнать о черных дырах, просто изучая черные дыры звездной массы, подобные этой».
Новые результаты публикуются в номере журнала от 26 марта.Природа.
О ОСНОВНОМ ИЗОБРАЖЕНИИ: На оптическом и инфракрасном изображениях из цифрового обзора неба видно плотное поле вокруг GRS 1915, расположенное недалеко от плоскости нашей Галактики. На вставке крупным планом показано изображение GRS 1915, сделанное Чандрой, одного из самых ярких источников рентгеновского излучения в галактике Млечный Путь. Источники: Рентген: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Оптика: Palomar DSS2. Доступно масштабирование видео здесь .
Источники: НАСА , исследование Nature и интервью с Джозефом Нейлсеном
