З надмасивної чорної діри вивергається гігантський спалах гамма-випромінювання

Група дослідників нещодавно побачила спалах гамма-випромінювання від далекої надмасивної чорної діри, яка була в десятки мільйонів разів більшою за горизонт подій чорної діри – область, за якою навіть світло не може покинути її.

Гамма-спалах випромінював фотони в мільярди разів енергійніші за видиме світло, що робить його найінтенсивнішим спалахом за останні десять років. Він тривав близько трьох днів і, згідно з аналізом команди, був випромінений з області, що має розмір менше трьох світлових днів, або трохи менше 15 мільярдів миль (24 мільярди кілометрів). Дослідження, опубліковане сьогодні в журналі Astronomy & Astrophysics, описує екстремальне середовище, що оточує чорну діру M87 (яку зручно і плутано також називають M87).

Понад 300 вчених стали співавторами статті, яка досліджує фізику чорної діри. Це космічне явище притягує матерію до своєї пащі і заряджає енергією навколишні частинки, перетворюючи їх на масивні струмені матерії. Ці струмені врізаються в об’єкти в навколишньому космічному середовищі і можуть бути гігантськими; пара струменів, описаних у вересні, у 140 разів перевищують ширину галактики Чумацький Шлях.

“Ми все ще не до кінця розуміємо, як частинки прискорюються поблизу чорної діри або всередині струменя, – сказав Вейдонг Джин, дослідник з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі і автор статті, в університетському релізі. “Ці частинки настільки енергійні, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, і ми хочемо зрозуміти, де і як вони отримують таку енергію. Наше дослідження представляє найповніші спектральні дані, коли-небудь зібрані для цієї галактики, разом з моделюванням, яке проливає світло на ці процеси”.

Команда виявила варіації між положенням і кутом горизонту подій і положенням струменя чорної діри, що вказує на те, що взаємодія між частинками і горизонтом подій впливає на положення струменя.

“Ці зусилля обіцяють пролити світло на зв’язок між диском і струменем і розкрити походження і механізми випромінювання гамма-фотонів”, – сказав Джакомо Прінчіпе, дослідник з Університету Трієста і співавтор статті, в релізі Центру астрофізики Гарвардського і Смітсонівського інститутів.

Наразі вдалося отримати пряме зображення лише двох чорних дір. Оскільки світло не може покинути їхні горизонти подій, коли ми говоримо “безпосередньо зображені”, ми маємо на увазі, що тінь чорної діри була безпосередньо зображена в центрі енергійного, світловипромінюючого акреційного диска. Надмасивна чорна діра в центрі галактики M87 була вражаюче виявлена в 2019 році і стала першою, яку зобразило людство.

Подальші спостереження показали, що чорна діра коливається і має більш пухнасте кільце, ніж вважалося раніше. Команда телескопа “Горизонт подій” зробила знімок M87, а в 2022 році зробила на його основі знімок Стрільця A*, чорної діри в центрі нашої галактики.

“Спостереження – як нещодавні за допомогою більш чутливої решітки EHT, так і ті, що заплановані на найближчі роки – нададуть неоціненну інформацію і надзвичайну можливість вивчити фізику надмасивної чорної діри M87”, – додав Прінсіпе.

У міру вдосконалення методів візуалізації, а також моделей, які астрофізики використовують для розуміння цих далеких і екстремальних середовищ, ми отримаємо кращий погляд на деякі структури, що формують наш всесвіт. Вивчення цих деталей всесвіту може, в свою чергу, призвести до нових відкриттів про межі класичної фізики, якою ми її знаємо.