Астрономы раскрыли новые особенности галактических черных дыр

Например, черные дыры с массой примерно в 10 Солнц обнаруживают свое существование, поедая материалы своих звезд. А в некоторых случаях сверхмассивные черные дыры скапливаются в центре галактик, образуя яркие компактные области, квазары, с массой, равной миллионам или миллиардам масс Солнца. Подмножество аккрецирующих черных дыр звездной массы, которые могут запускать джеты сильно намагниченной плазмы, называются микроквазарами.

Международная группа ученых, в которую входит астрофизик UNLV Бинг Чжан, сообщает в журнале Nature о специальной кампании по наблюдению за галактическим микроквазаром GRS 1915+105. Команда обнаружила особенности системы микроквазаров, которые никогда раньше не наблюдались.

Используя массивный телескоп FAST (сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой) в Китае, астрономы впервые обнаружили сигнал квазипериодических колебаний (QPO) в радиодиапазоне от любых систем микроквазаров. QPO — это явление, которое астрономы используют, чтобы понять, как функционируют звездные системы, такие как черные дыры. Хотя QPO наблюдались в рентгеновских лучах микроквазаров, их присутствие вне этого контекста — как часть радиоизлучения системы — уникально.

«Специфический сигнал QPO имеет приблизительный период 0,2 секунды или частоту около 5 герц», — сказал Вэй Ван, профессор китайского Уханьского университета, возглавлявший группу, сделавшую открытие. «Такой сигнал не всегда существует и проявляется только в особых физических условиях. Нашей команде посчастливилось поймать сигнал дважды — в январе 2021 года и июне 2022 года».

По словам Чжана из UNLV, директора Центра астрофизики в Неваде, эта уникальная особенность может стать первым свидетельством активности «джета», запущенного галактической черной дырой звездной массы. При определенных условиях некоторые двойные системы черных дыр запускают джет — смесь параллельных лучей заряженной материи и магнитного поля, которая движется со скоростью, приближающейся к скорости света.

«При аккреции систем черных дыр рентгеновские лучи обычно исследуют аккреционный диск вокруг черной дыры, в то время как радиоизлучение обычно исследует джет, выпущенный из диска и черной дыры», — сказал Чжан. «Подробный механизм, вызывающий временную модуляцию в релятивистской струе, не идентифицирован, но одним из вероятных механизмов может быть то, что джет лежит в основе прецессии, то есть направление джета регулярно меняется и возвращается к исходному примерно каждые 0,2 секунды».

Чжан сказал, что смещение между осью вращения черной дыры и ее аккреционным диском может вызвать такой эффект, который является естественным следствием увлечения пространства-времени вблизи быстро вращающейся черной дыры.

«Но существуют и другие возможности, и продолжающиеся наблюдения за этим и другими источниками галактических микроквазаров дадут больше подсказок для понимания этих загадочных сигналов QPO», — сказал Чжан.