Галактические взрывы подыграли песне чёрной дыры
Орбитальная обсерватория зарегистрировала что-то неожиданное — ужасный грохот, издаваемый сверхмассивной чёрной дырой. Казалось бы, звук в вакууме — как такое вероятно? К тому же из чёрной дыры, от которой не то что звуковых, а кроме того световых сигналов не дождёшься.
Но всё-таки дождались. И ещё каких!
Это нестандартное в прямом смысле открытие удалось сделать в следствии одного из самых долгих наблюдений за M87 — ближайшей к нам эллиптической галактикой.
M87 находится в центре скопления галактик в созвездии Девы. Было для чего устраивать поиски: так как это «рыбное место» уже успело прославиться рядом необыкновенных находок; в числе недавних — внутрикластерный галактика и звёздный свет без звёзд.
А ещё астрологи увидели, что эта область — одно из «поселений» самых массивных во Вселенной чёрных дыр.
M87 в оптическом диапазоне.
Подробности, которые связаны с чёрными дырами, на этих длинах волн, в большинстве случаев, не дают о себе знать (иллюстрация NASA/CXC/SAO).
Но чёрная дыра, как мы знаем, не имеет возможности выдать себя напрямую, а лишь через косвенные проявления, к примеру, через гамма-излучение окружающего вещества. Исходя из этого и было нужно «наблюдать» рентгеном, для чего и применяли самое подходящее для этого устройство — Chandra.
На снимках учёные нашли петли и кольца из раскалённого газа, пронизывающие и окружающие галактику. Исходя из характера этих неоднородностей, исследователи сделали вывод о том, что они появились в следствии повторяющихся взрывов около чёрной дыры в ядре M87.
Эти процессы происходят с определённой периодичностью, приводя к регулярным изменениям плотности газа, каковые имеется не что иное, как звук.
Одна из малоизвестных ранее подробностей — ударная волна, воображающая собой кольцо диаметром в 85 тысяч световых лет, излучающее твёрдый рентген.
Кстати, яркое кольцо меньшего диаметра, которое возможно рассмотреть на снимке, согласно мнению ученых, появилось из-за другого взрыва (иллюстрация NASA/CXC/SAO).
Взрывы в M87 случаются раз в пара миллионов лет и оказывают большое влияние на судьбу галактики — в частности, из-за них не происходит охлаждения газа и не образуются новые звёзды. Как раз благодаря этим взрывам галактика и сформировалась в собственном нынешнем виде.
«Если бы чёрная дыра не шумела так, M87 была бы галактикой совсем иного типа, — утверждает Пол Налсен (Paul Nulsen) из Гарвардско-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), занимающийся изучением M87. — Быть может, она стала бы огромной спиральной галактикой и могла быть бросче Млечного Пути в 30 раз».
Но давайте разберёмся, откуда, фактически, данный шум.
Так, по описанию астрологов, происходят взрывы в галактике M87: вещество понемногу уплотняется и падает на чёрную дыру, что после этого ведет к резкому выбросу материи в виде джетов.
Джеты, сталкиваясь с газом, формируют в нём ударную волну, которая и создаёт звук (иллюстрация NASA/CXC/SAO).
Из-за сильной гравитации окружающий газ устремляется к чёрной дыре и падает на неё. В следствии одна часть вещества поглощается, а вторая вырывается в виде джетов (о том, что это такое, мы упоминали ранее).
Энергия этих струй оказывается такой большой, что они, распространяясь в газе, создают в нём разрежения и зоны уплотнения — звуковые волны.
Яркая обстоятельство звука — ударная волна — характерный показатель замечательного взрыва. Она отмечается как кольцо гамма-излучения диаметром в 85 тысяч световых лет, в центре которого — чёрная дыра.
Изучая M87, астрологи нашли кое-какие другие подробности, так или иначе важные за звучание этого объекта. В частности, на новых снимках обнаружились таинственные узкие нити гамма-излучения протяжённостью более ста тысяч световых лет (что сопоставимо с диаметром отечественной галактики!).
На этом рентгеновском снимке заметны пара полостей в раскалённом газе (видны как «петли»), оставшиеся по окончании маленьких взрывных выбросов вещества пара миллионов лет назад.
Звуковые волны от них «сопровождают» главному тону (иллюстрация NASA/CXC/SAO).
Помимо этого, учёные разглядели огромную, доселе малоизвестную полость в газе, грамотного выбросом вещества из чёрной дыры порядка 70 миллионов лет назад (процесс её формирования возможно взглянуть тут — файл MPEG; 2,5 мегабайта).
«Что-то из замеченного, к примеру, ударные волны, мы можем растолковать на базе теорий из книжек, — комментирует открытие участница изучения астрофизик Кристин Джонс (Christine Jones) из Гарвардско-Смитсоновского астрофизического центра. — Но кое-какие вещи, типа этих нитей, заставляют лишь почесать затылок».
Прошлые астронаблюдения посредством Chandra уже помогли открыть поющую чёрную дыру из скопления галактик в созвездии Персея — она, как выяснилось, «играется» на ноте, которая примерно на 57 октав ниже «до» первой октавы. Но у M87 «голос» более сложный, не смотря на то, что и значительно менее красивый, в случае если так возможно выразиться.
Главное подтверждение тому — пара неравномерно распределённых петель тёплого газа, свидетельствующих о том, что около чёрной дыры иногда (приблизительно раз в шесть миллионов лет) происходят маленькие взрывы.
Комбинированный снимок M87 — в оптическом и рентгеновском диапазоне.
В данной галактике Chandra в первый раз зарегистрировала нитевидные структуры — наподобие той, что в виде практически прямой линии тянется вправо вниз (её протяжённость — сто тысяч световых лет). До тех пор пока у астрологов имеется только предположение: что эти образования связаны с действием магнитного поля на газ (иллюстрация NASA/CXC/SAO).
Эти петли связаны со звуковыми волнами с тоном на 56 октав ниже «до». А наличие сравнительно не так давно открытой огромной пустоты, которая связана с куда более замечательным взрывом, порождает звуки ещё на 2-3 октавы ниже.
Так что в следствии получается не соло, а целый хор.
Был ли прав Пифагор, говоривший две с половиной тысячи лет назад о музыке сфер, мы пока не знаем. Но то, что в космическом пространстве существует музыка чёрных дыр, сейчас не вызывает сомнений.
