XRISM получил беспрецедентно четкий рентгеновский спектр черной дыры в галактике MCG–6-30-15

Совместная японо-американская миссия XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) представила беспрецедентно детализированный рентгеновский спектр галактики MCG–6-30-15, находящейся на расстоянии 120,7 миллиона световых лет от Земли. Этот объект привлекает внимание ученых своей переменной светимостью и наличием в центре сверхмассивной черной дыры, чья масса достигает двух миллионов солнечных. Проект XRISM, реализованный JAXA совместно с NASA, нацелен на фундаментальное изучение черных дыр, нейтронных звезд и раскаленной плазмы, заполняющей межгалактическое пространство.

Коллектив исследователей под руководством Лоры Бреннеман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) сумел идентифицировать расширенную линию излучения железа и сопутствующее рентгеновское «отражение», что свидетельствует об экстремально быстром вращении черной дыры. Благодаря уникальному спектральному разрешению приборов XRISM, астрономы получили возможность изучить ближние окрестности гравитационной бездны, включая структуру аккреционного диска, подступающего практически к самому горизонту событий.

До этого момента ученые предполагали, что основной поток рентгеновских лучей генерируется веществом, сосредоточенным вблизи сверхмассивного объекта. Однако технические ограничения телескопов предыдущих поколений не позволяли эффективно разделить линии излучения и поглощения, что затрудняло проверку гипотез. В непосредственной близости от горизонта событий колоссальная гравитация настолько сильно искривляет пространство-время, что сигналы от внутреннего края диска практически невозможно было отличить от шумов, создаваемых более удаленными газовыми скоплениями.

Комбинируя высокоточные данные инструмента Resolve с результатами наблюдений обсерваторий XMM-Newton и NuSTAR, специалисты смогли дифференцировать источники сигналов. По словам Бреннеман, детальный анализ подобных объектов позволяет с высокой точностью определять массу и скорость вращения черных дыр — параметры, играющие ключевую роль в понимании механизмов эволюции галактик.

Исследование подтвердило наличие специфических искажений в линии железа, что стало веским доказательством существования материи, вращающейся с околосветовой скоростью у границы невозврата. Выяснилось, что область вблизи горизонта событий генерирует в 50 раз более интенсивное рентгеновское эхо, чем периферийные облака газа. Параллельно с этим Дэниел Р. Уилкинс из Университета штата Огайо провел анализ временной динамики спектров данного объекта.

Лора Бреннеман подчеркнула, что возможности XRISM позволят верифицировать и значительно уточнить прежние измерения спина черных дыр. Кроме того, миссия предоставила ценные сведения о короне сверхмассивной черной дыры — области с температурой в миллиард градусов, расположенной над аккреционным диском. Также было зафиксировано как минимум пять различных зон космического ветра, порождаемого процессом аккреции.

Источник: iXBT