Ученые записали "кардиограмму" черных дыр: почему пульсируют космические обжоры

Сигналы "сердцебиения" черных дыр невероятно редки и пока были обнаружены лишь у двух таких космических объектов из сотен известных.

Черные дыры, конечно, не живые существа, у которых бьется сердце, но некоторые из них излучают импульсы, которые в графическом отображении очень похожи на запись ЭКГ человеческого сердца.

Об этом говорится в публикации китайских астрофизиков на открытой научной платформе arXiv.

Черные дыры время от времени излучают большое количество энергии, когда потребляют слишком много газа. Следовательно, такое поведение гигантских обжор можно было бы назвать "космической отрыжкой". Но внимание китайских исследователей привлек другой импульс, который они сравнили с сердцебиением. Новое исследование выявило, как происходит этот удивительный процесс.

Черные дыры делят орбиту со второй звездой, которой постоянно питаются и постепенно уничтожают ее. Такое неустанное "питание" черной дыры может длиться миллионы лет.

Но когда черной дыре удается вытянуть из своего компаньона и заглотить большое количество материи, эта "пища" внутри черной дыры сжимается и нагревается до чрезвычайно высоких температур. В результате этого процесса происходит мощное рентгеновское излучение, которое могут фиксировать астрономы на Земле, если черная дыра расположена на достижимом для наблюдения расстоянии.

Последние наблюдения за черными дырами обнаружили у двух из них странное поведение. На фоне всеобщей вспышки астрономы зафиксировали небольшой регулярный импульс, словно "встроенный" в главный выброс энергии. Его графическое отображение сродни записи электрокардиограммы – медленный рост, быстрый спад и возврат в нулевую точку.

Исследуемая ими вспышка возникла в черной дыре IGR J17091-3624, расположенной на расстоянии 28 тысяч световых лет от нашей планеты. Изучение "сердцебиения" черной дыры показало, что эти импульсы вызваны взаимодействиями и нестабильностями внутри звездного материала вокруг черной дыры.

Китайские астрофизики объяснили, что когда материя затягивается в черную дыру, она сжимается и образует быстро вращающийся тонкий диск и создает нестабильную ситуацию из-за того, что рентгеновское излучение диска конкурирует с гравитацией черной дыры.

Далее диск временно фрагментируется и часть его поглощается чёрной дырой. В результате высвобождается огромное количество излучения, которое инициирует импульс "сердцебиение". Затем излучение нагревает фрагментированный диск, чем препятствует его полному поглощению. Через некоторое время материя условно "стабилизируется", а затем процесс повторяется снова и снова, пока черная дыра полностью не "переварит" захваченную материю.

Подобное "сердцебиение" удалось обнаружить лишь у двух из всех известных ученым черных дыр. Но исследователи надеются найти больше таких объектов, чтобы подробнее изучить процесс "питания" черных дыр.