Астрономы «увидели» окрестности сверхмассивной черной дыры

Международная группа астрономов под руководством Абд ар-Рахман Зогби (Abderahmen Zoghbi) из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США) при помощи космического рентгеновского телескопа XMM-Newton зафиксировала следы релятивистской реверберации (отражения) излучения в рентгеновском диапазоне из окрестностей сверхмассивной чёрной дыры в галактике NGC 4151, передает «Компьютерра–Онлайн».

Это излучение является «эхом» рентгеновского всплеска самой чёрной дыры. Через полчаса после вспышки от материи, проваливающейся в черную дыру, её аккреционный диск также вспыхивает отражённым излучением в рентгеновском диапазоне.

Считается, что излучение активных ядер галактик (АЯГ) обусловлено процессом падения материи в сверхмассивную черную дыру в их центре. При этом периодические вспышки в рентгеновском диапазоне, предположительно, связаны с релятивистскими струями, вырывающимися из них при поглощении материи.

Одним из признаков этого является так называемая широкая полоса железа в аккреционном диске (К-линия), считающаяся признаком наличия в АЯГ вращающейся черной дыры. Возбуждённые атомы железа в аккреционом диске выдают излучение с энергиями от 6 до 7 тысяч электронвольт — в несколько тысяч раз больше, чем у видимого света.

По мнению исследователей, обнаруженное ими эхо — явное отражение релятивистских эффектов, которые влияют на прохождение рентгеновских лучей, идущих от нижних слоёв аккреционного диска. Согласно разработанной исследователями модели, после всплеска рентгеновского излучения от источника, находящегося в окрестностях черной дыры, ширина К-линии резко и одномоментно увеличивается с задержкой, называемой релятивистской реверберацией (отражением) и определяемой огромной гравитацией ЧД. Именно это «эхо» и зарегистрировали учёные.

Чтобы проверить гипотезу, астрономы пустили в дело результаты наблюдений галактики NGC 4151 космическим телескопом XMM-Newton. NGC 4151, находящаяся в созвездии Гончих Псов, отстоит от Млечного Пути на 45 миллионов световых лет. Анализ накопленных за несколько лет данных показал следы многочисленных релятивистских ревербераций. При этом выяснилось, что задержка в прохождении рентгеновского излучения составляет полчаса и соответствует расположению загадочного источника такого излучения в 4 астрономических единицах над черной дырой.

Отчёт об исследовании представлен в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.