Несподіване відкриття: визначено форму "атмосфери" чорних дір, у Сонця є щось схоже

Астрофізики використовували космічний телескоп IXPE, який вивчає об'єкти в рентгенівському світлі, щоб з'ясувати форму і природу корони чорних дір. Корона є у Сонця та в інших зірок, і в чорних дір ця особливість також є плазмовою оболонкою, але зовсім іншою. Як показало дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal, корони чорних дір зоряної маси і надмасивних чорних дір напрочуд мають спільні геометричні властивості, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Корона чорної діри

Багато чорних дір оточені дуже яскравими акреційними дисками, що складаються з матерії, що кружляє навколо і поступово падає в чорну діру. Деякі чорні діри також випускають у космос струмені плазми та випромінювання. Також ці об'єкти мають таку особливість, як корона. Це динамічна плазмова область, яка є частиною потоку матерії, що падає в чорну діру. Але корона чорних дір є загадкою для астрофізиків, адже складно зрозуміти її природу, а тому уявлення про неї є лише теоретичним.

Корона чорних дір є чимось схожим на дуже гарячий верхній шар атмосфери Сонця та інших зірок, у яких цей шар також називається короною. Якщо температура корони Сонця становить кілька мільйонів градусів Цельсія, то корона чорних дір має температуру в мільярди градусів Цельсія.

Раніше астрофізики виявили, що корони мають як чорні діри зоряної маси (утворилися після смерті масивних зірок та їхня маса в 10-30 разів більша, ніж у Сонця), так і надмасивні чорні діри, які існують у центрах галактик (їхня маса в мільйони і навіть у сотні мільйонів разів більша, ніж у Сонця).

За слова авторів дослідження, вчені давно намагаються зрозуміти склад і форму корон чорних дір. Можливо, це сферична оболонка або своєрідна "атмосфера", створена аккреційним диском. Можливо, це концентрація плазми, яка знаходиться біля основи струменів, що випускаються чорними дірами.

Несподіване відкриття

Тепер астрофізики використовували космічний телескоп IXPE для вивчення кількох відомих чорних дір, щоб визначити структурні властивості акреційних дисків навколо двох різних типів цих об'єктів. Потім учені вивчили, як ці властивості впливають на форму корони чорних дір. IXPE дає змогу побачити за допомогою рентгенівського випромінювання геометрію аккреційного диска і пов'язаних із ним структур, таких як корони чорних дір.

Астрофізики вивчили чорні діри зоряної маси під назвою Cygnus X-1 і Cygnus X-3, які розташовані в Чумацькому Шляху на відстані 7000 і 37 000 світлових років від нас відповідно. Також були вивчені чорні діри зоряної маси LMC X-1 і LMC X-3, розташовані в сусідній галактиці Велика Магелланова Хмара на відстані приблизно 165 000 світлових років від Землі. Серед вивчених надмасивних чорних дір були об'єкти, які розташовані в центрі галактики Циркуль (13 млн світлових років від нас), галактиці NGC 1068 (47 млн світлових років від нас) і галактиці NGC 4151 (62 млн світлових років від Землі).

Вчені виявили, що корона була витягнута в тому ж напрямку, що й акреційний диск у різних типів чорних дір. Таким чином було доведено, що корони чорних дір мають структурний зв'язок з аккреційними дисками.

Найбільше здивування астрофізиків викликало виявлення того, що різні типи чорних дір мають аккреційні диски і корони схожої геометрії. Хоча ці чорні діри мають величезну різницю в масі та їхній спосіб живлення матерією відрізняється.

Науковці пояснюють, що чорні діри зоряної маси живляться речовиною, вирваною із сусідніх зірок, а надмасивні чорні діри поглинають будь-яку матерію, що знаходиться навколо. Хоча механізм створення акреційних дисків і накопичення матерії навколо чорних дір, перш ніж вона буде поглинена, приблизно однаковий, кажуть астрофізики.

Вчені продовжать своє дослідження, щоб отримати більше даних про природу корони чорних дір. Також результати дослідження показують, що подальше вивчення чорних дір зоряної маси може допомогти отримати більше інформації про властивості їхніх надмасивних родичів.

Як уже писав Фокус, найбільший кратер Місяця виявився старшим, ніж думали. Вчені з'ясували, скільки йому років. Басейн Південний полюс — Ейткен є одним з найбільших ударних кратерів у Сонячній системі. Виявилося, що він на 120 млн старший, ніж передбачалося.