Впервые обнаружен искаженный свет, выходящий из-за черной дыры
Магнитная и гравитационная среда вокруг черной дыры настолько экстремальна, что мы должны видеть, как свет огибает ее и отражается от наблюдателя из-за черной дыры — по крайней мере, согласно теоретическим предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна.
Астрономы непосредственно обнаружили этот отраженный свет в форме рентгеновских эхо-сигналов от сверхмассивной черной дыры на расстоянии 800 миллионов световых лет от галактики I Zwicky 1 (I Zw 1). Это окончательно подтверждает предсказание Эйнштейна и проливает свет на самые темные объекты во Вселенной.
«Любой свет, попадающий в черную дыру, не выходит, поэтому мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой», — сказал астрофизик Дэн Уилкинс из Стэнфордского университета.
«Причина, по которой мы можем видеть [рентгеновское эхо], заключается в том, что черная дыра искривляет пространство, искривляя свет и закручивая вокруг себя магнитные поля».
Пространство, непосредственно окружающее черную дыру, состоит из нескольких компонентов. Есть горизонт событий — знаменитая «точка невозврата».
Активная черная дыра, такая как I Zw 1*, также имеет аккреционный диск. Это огромный сплюснутый диск из пыли и газа, втекающий в объект, как вода, кружащаяся в канализации.
Этот диск становится невероятно горячим из-за влияний трения и магнитного поля — настолько горячим, что электроны отделяются от атомов, образуя намагниченную плазму.
Сразу за горизонтом событий активной черной дыры, внутри края аккреционного диска, вы найдете корону. Считается, что это область раскаленных электронов, питаемых магнитным полем черной дыры.
Магнитное поле настолько искажается, что ломается и снова соединяется — процесс, который на Солнце вызывает мощные извержения. В черной дыре корона действует как синхротрон, ускоряя электроны до таких высоких энергий, что они ярко светятся в рентгеновских лучах.
«Магнитное поле черной дыры, нагревает все вокруг нее и производит высокоэнергетические электроны, которые затем производят рентгеновские лучи», — объяснил Уилкинс.
Некоторые из рентгеновских фотонов облучают аккреционный диск и повторно обрабатываются посредством таких процессов, как фотоэлектрическое поглощение и флуоресценция, а затем повторно излучаются — в так называемом реверберационном эхо, которое в рентгеновских лучах называется «отражением» спектра. Отраженное излучение можно использовать для нанесения на карту области, ближайшей к горизонту событий черной дыры.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
Источники: Фото: Dan Wilkins
