Астрономы впервые создали карту структуры перегретой короны чёрных дыр, используя данные миссии NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer). Это помогло лучше понять механизмы поглощения материи этими загадочными космическими объектами. Короны представляют собой области газа, разогретого до миллиардов градусов, и располагаются по линии аккреционных дисков, которые направляют материю к чёрным дырам.
Учёные долго задумывались о составе и форме корон. Являются ли они сферами над и под чёрной дырой, или это структуры, инициированные аккреционным диском, или, возможно, плазма, которая расположена у базы джетов?
Линни Сааде, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра космических полётов имени Маршалла в NASA
Благодаря поляризации рентгеновских лучей была получена возможность решить эту задачу. Анализируя, как рассеиваются и выстраиваются рентгеновские лучи, учёные способны картографировать структуры, которые иначе были бы не видны. Используя высокочувствительные приборы IXPE, команда Сааде изучала рентгеновские лучи высокой энергии, испускаемые рядом с чёрными дырами, включая знаменитые системы звёздной массы, такие как Cygnus X-1 и Cygnus X-3 в нашем Млечном Пути, а также сверхмассивные чёрные дыры в удалённых галактиках.
Исследования показали, что корона располагается в плоскости аккреционного диска, а не формирует сферическую оболочку вокруг чёрной дыры. «IXPE показал, что для всех чёрных дыр, корональные свойства которых удалось измерить с помощью поляризации, корона оказалась вытянутой по тому же направлению, что и аккреционный диск», — отметил Сааде.
Это новое понимание также помогает пролить свет на процессы, с помощью которых чёрные дыры поглощают материю и питают свои джеты. Учёные выяснили, что независимо от размера объекта — будь то чёрная дыра звёздной массы, превосходящая массу Солнца в 10 раз, или сверхмассивная чёрная дыра размером в миллионы раз больше — геометрия аккреционного диска и короны остаётся аналогичной.
«Чёрные дыры звёздной массы забирают материю у своих звёзд-компаньонов, в то время как сверхмассивные чёрные дыры поглощают всё в своём окружении. Но механизм аккреции остаётся схожим», — сказал Филипп Каарет, главный исследователь миссии IXPE.
Это предполагает, что результаты, полученные при изучении более близких и меньших чёрных дыр, могут помочь раскрыть секреты гораздо более массивных и отдалённых чёрных дыр, позволяя в перспективе объединить понимание этих объектов на всех масштабах.
Источник: iXBT
