Через невідповідність обертання чорної діри і диска речовини довкола неї, струмені, що поширюються від чорної діри, окреслюють форму конуса в просторі. Це виявили науковці під керівництвом Джеймса Міллера-Джонса (James Miller-Jones) з Міжнародного центру радіоастрономічних досліджень в Австралії. Результати їхніх спостережень оприлюднив 29 квітня поточного року журнал Nature.
Чорна діра V404 Cygni привернула увагу багатьох астрономів у 2015 році, коли вона раптово «прокинулася» протягом двох тижнів. Її активність була спричинена тим, що чорна діра стала поглинати речовину зорі, яка обертається навколо неї з періодом в шість діб. Коли речовина по спіралеподібній траєкторії рухається в чорну діру, вона сильно нагрівається і яскраво сяє. В такий момент чорна діра починає відкидати частину цієї речовини далеко в космос у вигляді яскравих струменів (в астрономії їх називають джетами — Ред.). Коли астрономи уважно подивилися на джети від V404 Cygni, вони зрозуміли, що вони коливаються, як дзиґа.
Уявлення художника про систему V404 Cygni. Подвійну зоряну систему утворюють чорна діра і нормальна зоря на орбіті навколо неї. Речовина зорі падає на чорну діру й формує навколо неї акреційний диск. Потужні струмені виходять з його внутрішніх ділянок, що лежать близько до чорної діри. Фото з сайту https://www.icrar.org/cygni/.
Зазвичай, коли астрономи бачать струмені, що викидають з чорної діри, риси орієнтовані в одному напрямку. Але в цьому випадку спін чорної діри зміщений від диска матеріалу, що крутиться навколо нього. І завдяки відносності, чорна діра також тягне простір-час навколо нього, викривляючи диск. Це зміщення змушує струмені простежити форму конуса в просторі, створюючи унікальну підпис, яку астрономи прагнуть зрозуміти і спостерігати еволюцію в реальному часі.
Уявлення художника про акреційний диска навколо чорної діри V404 Cygni. Під час потужного спалаху в 2015 році інтенсивне випромінювання призвело до того, що внутрішні декілька тисяч кілометрів цього диска витягнулися в структуру, зовні схожу на пончик. Фото з сайту https://www.icrar.org/cygni/.
Уперше астрономи помітили V404 Cygni під час її спалаху в 1989 році. І як тільки вони визначили, що цей об’єкт є чорною дірою, яка лежить на відстані 8000 світлових років від Землі, вони переглянули старі знімки цієї ділянки неба і виявити, що вона також була активною в 1938 і 1956 роках.
Чорну діру оточує хмара речовини («сміття») у формі млинця, яку називають акреційним диском. Його ширина становить понад 6 мільйонів кілометрів і він утворений з матеріалу, який чорна діра «забирає» в зорі-сусідки. Науковці вважають, що матеріал навколо чорної діри буде обертатися так само, як і чорна діра. Але щось — напевно поштовх від наднової, що спричинив утворення V404 Cygni — зруйнувало рівновагу в обертанні чорної діри і диска.
Під час останнього вибуху в 2015 році цю невідповідність було помітно в нахилі струменів. Вони коливалися навіть тоді, коли астрономи виконували спостереження, тобто на проміжку часу в декілька хвилин.«Внутрішня частина акреційного диска прецесувала (його вісь обертання повільно зміщувалася по конусу — Ред.) і ефективно повернула навкруг струмені», — сказав Міллер-Джонс. «Це можна порівняти з коливанням дзиґи, коли вона уповільнюється — тільки в цьому випадку коливання спричинені ефектом, який описує загальна теорія відносності Айнштайна».
Зазвичай астрономи отримують від об’єктів типу V404 Cygni спостережні дані протягом певного часу. Але через коливання струменів це давало дослідникам розмиті зображення. Натомість Міллер-Джонс і його група отримали кілька зображень з коротким експозицією, щоб створити фільм рухів струменів.
Зміни простору-часу, спричинені обертанням V404 Cygni, очікувані для таких ситуацій. Але отримати зі спостережень чіткі уявлення про те, що відбувається упродовж досить коротких відтинків часу, для астрономів складно. Цілком імовірно, що V404 Cygni знову вибухне протягом наступних декількох десятиліть, і астрономи, звісно, будуть цього чекати.
За інф. з сайту http://astronomy.com підготував Іван Крячко
