Если вам посчастливилось наблюдать полное затмение, вы наверняка помните ореол яркого света вокруг Луны во время ее полноты. Она известна как корона и представляет собой рассеянную внешнюю атмосферу Солнца. Хотя он настолько тонкий, что мы бы сочли его вакуумом на Земле, его температура составляет миллионы градусов, поэтому его можно увидеть во время полного затмения. Согласно нашему пониманию динамики черных дыр, черные дыры также должны иметь корону. И, как и солнечную корону, ее обычно трудно наблюдать. Сейчас исследование в Астрофизический журнал провел наблюдения за этим неуловимым регионом.
Обычно считается, что активная черная дыра представляет собой тор газа и пыли в форме пончика, окружающий черную дыру, в котором находится аккреционный диск нагретого материала, выровненный вдоль плоскости вращения черной дыры. Из полярных областей черной дыры вырываются струи ионизированного газа, уносящиеся почти со скоростью света. Эта модель могла бы объяснить различные типы активных галактических ядер (АЯГ), которые мы наблюдаем, поскольку ориентация черной дыры относительно нас меняет внешний вид АЯГ.
Согласно модели, самая внутренняя область аккреционного диска должна быть перегретой областью с плотностью, близкой к вакууму, который втекает в черную дыру. Это корона, подобная солнечной, но вместо миллионов градусов ее температура составляет миллиарды градусов. Но поскольку он настолько рассеян, его свет подавляется светом аккреционного диска.
В этом новом исследовании команда использовала трюк, аналогичный наблюдению солнечной короны во время полного затмения. Ориентация черной дыры относительно нас означает, что для некоторых черных дыр тор газа и пыли закрывает нам обзор области аккреционного диска, тогда как для других черных дыр мы можем видеть диск напрямую. Они известны как скрытые и незатененные черные дыры. Скрытые черные дыры подобны затменному Солнцу, поскольку свет аккреционного диска закрыт от поля зрения. К сожалению, то же самое относится и к короне черной дыры. Но корона настолько горячая, что испускает рентгеновские лучи чрезвычайно высокой энергии. Эти рентгеновские лучи могут рассеивать материал в торе и отражаться на нашей линии обзора.
Используя данные рентгеновской поляриметрии НАСА (IPXE), команда собрала данные о дюжине скрытых черных дыр, в том числе Лебедя X-1 и X-3 в Млечном Пути, а также LMG X-1 и X-3 в Млечном Пути. Большое Магелланово Облако. Им удалось не только наблюдать рассеянное рентгеновское излучение от корон этих черных дыр, но и обнаружить закономерность среди них. Судя по данным, корона окружает черную дыру в диске, похожем на аккреционный диск, а не окружает черную дыру в сфере, похожей на солнечную корону.
Подобные исследования помогут астрономам уточнить наши модели черных дыр. Это также поможет нам лучше понять, как черные дыры поглощают материю и питают АЯГ, которые мы наблюдаем в далеких галактиках.
Ссылка: Сааде, М. Линн и др. «Сравнение рентгеновских поляриметрических свойств звездных и сверхмассивных черных дыр». Астрофизический журнал 974.1 (2024): 101.
