Международная команда астрофизиков из Южной Африки, Соединенного Королевства, Франции и США обнаружила значительные вариации яркости излучения, наблюдаемого со стороны одной из самых близких к нам черных дыр в Галактике, расположенной на расстоянии около 9600 световых лет от Земли. Такие модуляции яркости оптического света, как считают авторы работы, вызваны значительным искажением формы аккреционного диска.
Этот объект под названием MAXI J1820+070 вспыхнул в рентгеновском диапазоне как новый транзиент в марте 2018 г. и был открыт при помощи японского рентгеновского телескопа, расположенного на борту Международной космической станции. Такие транзиенты, системы, демонстрирующие мощные вспышки, представляют собой двойные звезды, состоящие из одной звезды небольшой массы, похожей на нашей Солнце, и компактного объекта, который может быть представлен белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой. В данном случае объект MAXI J1820+070 включает черную дыру, масса которой составляет не менее восьми масс Солнца.
Открытие, представленное в новой работе, было сделано на основе анализа подробной кривой блеска этого источника, получаемой на протяжении более чем одного года астрономами-любителями из разных стран мира, входящими в ассоциацию AAVSO (American Association of Variable Star Observers). Объект MAXI J1820+070 представляет собой один из трех самых ярких рентгеновских транзиентов, когда-либо наблюдаемых в истории астрономии, что обусловлено как его близостью к Земле, так и расположением на небе за пределами пятна Млечного пути, мешающего наблюдениям. Поскольку этот источник оставался ярким на протяжении нескольких месяцев, его смогли наблюдать так много астрономов-любителей.
Исследовательская группа создала визуализацию этой системы (см. рис.), демонстрирующую, как гигантский выброс рентгеновского излучения происходит очень близко к черной дыре, а затем облучает окружающую черную дыру материю, в особенности аккреционный диск, разогревая его до температуры примерно в 10 000 Кельвинов, что подтверждается излучением в оптическом диапазоне. Поэтому при затухании рентгеновской вспышки происходит одновременное затухание оптического излучения.
Однако примерно через три месяца после начала вспышки произошло кое-что необычное – на кривой блеска источника в оптическом диапазоне стали наблюдаться необъяснимые колебания яркости с периодом около 17 часов, имеющие очень большую величину, в то время как поток рентгеновского излучения оставался примерно на одном уровне.
«Мы быстро смогли исключить из возможных объяснений классическую версию о том, что рентгеновские лучи освещают внутреннюю сторону звезды-донора, поскольку увеличение яркости происходило не в том временном масштабе, в котором предполагают модели этого процесса», - сказал Фил Чарльз (Phil Charles), член группы и профессор Университета Саутгемптон, Великобритания. Также была исключена версия о том, что колебания яркости связаны с областью небольшого размера, в которой происходит перенос материала от звезды к диску, окружающему компактный объект, поскольку наблюдаемая модуляция яркости перемещалась по отношению к орбите.
В результате осталось лишь одно возможное объяснение, согласно которому гигантский поток рентгеновского излучения бомбардировал диск и вызывал его искажение, как показано на рисунке. Это искажение обеспечивало резкое увеличение освещенной площади диска, приводя к значительному росту яркости в оптическом диапазоне, пояснили авторы.
Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20211028114757
