Телескопам впервые удалось засечь эхо излучения от обратной стороны черной дыры

О первом известном обнаружении света, отраженного материей непосредственно за черной дырой сообщила международная команда ученых, которая работала под руководством Дэна Уилкинса (Dan Wilkins) из Стэнфордского университета (США). Исследователи занимались обработкой данных с двух космических обсерваторий Европейского космического агентства (ЕКА) и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) — XMM-Newton и NuSTAR. Основным объектом изучения была черная дыра в центре галактики I Zwicky 1, расположенная примерно в 800 миллионах световых лет от нас

Как и многие подобные объекты, эта черная дыра имеет корону, исходящую из тех ее областей, которые можно назвать «верхом» и «низом» при наблюдении в плоскости аккреционного диска. Наиболее достоверный механизм ее образования выглядит следующим образом. Вещество в диске падает на черную дыру и разгоняется до невероятно больших скоростей, из-за чего нагревается. Это приводит к формированию мощных магнитных полей, направленных в перпендикулярных плоскости диска направлениях. Их линии спутываются, растягиваются и в какой-то момент пересоединяются.

Такое явление приводит к выбросу огромного количества энергии, как правило — в виде электронов. А они уже, в свою очередь, излучают фотоны в рентгеновском диапазоне. В результате образуются мощные потоки, похожие на факелы, исходящие из полюсов черной дыры, которые видны сквозь половину вселенной. Часть этого света отражается от окружающего вещества (в основном, находящегося в аккреционном диске) и рассеивается. Именно такое эхо и запечатлели околоземные телескопы.

Черная дыра — настолько массивный объект, что она искажает пространство-время, создавая причудливые эффекты. Многие из них предсказаны общей теорией относительности, например — гравитационное линзирование. Им нередко пользуются астрономы, чтобы получить информацию о крайне удаленных объектах, свет которых по дороге к Земле проходит через такие искажения и усиливается. Обычно, правда, расстояния между источником излучения, «линзой» и Землей исчисляются миллионами световых лет. А вот увидеть перенаправленный черной дырой свет, который испущен (или отражен) веществом прямо за ней пока ни разу не удавалось.

В том, что это точно излучение короны, отраженное диском позади черной дыры сомнений нет. Его спектр и время получения несколько отличаются от испущенного «факелом» или самой короной. Ровно на те значения, которые соответствуют пройденному расстоянию и взаимодействию с веществом диска. В будущем команда Уилкинса планирует использовать открытый ею феномен для создания трехмерной картины ближайшего окружения черной дыры. Правда, во всей этой истории есть и один повод для расстройства — об основном объекте изучения астрофизики новых данных почти не получили.