На расстоянии примерно 15 000 световых лет активная черная дыра периодически освещает ничем не примечательное облако газа гамма-лучами. Но есть загвоздка. Облако газа находится примерно в 100 световых годах от черной дыры, и как именно облако пульсирует во времени, остается загадкой.
По мнению астрофизиков, маловероятно, что пульсации генерируются непосредственно плазменными струями, испускаемыми активными черными дырами. Но возможно, черная дыра испускает космические лучи таким образом, что освещает газовое облако.
«Такой результат бросает вызов очевидным интерпретациям и является неожиданным для ранее опубликованных теоретических моделей», - сказал астрофизик Цзянь Ли из Германии. «Это дает нам возможность обнаружить перенос частиц от SS 433 и исследовать структуру магнитного поля в ее окрестностях».
SS 433 - система черных дыр, известная как микроквазар. Она состоит, очевидно, из черной дыры - относительно слабой, которая весит в 10-20 раз больше массы Солнца. Ее двойным компаньоном является сверхгигант главной последовательности, масса которого примерно в 30 раз превышает массу Солнца.
Они находятся на очень близкой орбите (более 13 дней), так что черная дыра откачивает устойчивый поток материала от своего звездного компаньона, кружась вокруг него, как вода в канализации. При этом материал светится, как мини-версия квазара.
Но не весь материал проглатывается. Некоторые движутся от внутреннего края аккреционного диска вокруг черной дыры - мы не совсем уверены, как именно, но ученые считают, что это происходит вдоль линий магнитного поля.
Затем данный материал излучается - предположительно - полюсами черной дыры в струях плазмы, скорость которых может достигать значительных процентов от скорости света.
Кроме того, черная дыра в SS 433 качается, как волчок, на своей оси вращения. Это колебание называется прецессией вращения, и означает, что струи, вместо того, чтобы стрелять по прямой линии, уносятся в космос по спирали, как показано на видео ниже другого прецессирующего микроквазара, V404 Cygni.
Наблюдая за SS 433 в течение десяти лет, Ли и его команда смогли определить, что у прецессии черной дыры периодичность чуть более 162 дней, причем струя теряет свою спиралевидную форму и превращается в конус после нескольких циклов. И газовое облако пульсирует гамма-излучением в тех же временных масштабах.
Есть большая проблема - облако на самом деле не находится внутри экстраполированного конуса струи.
«Обнаружение такой недвусмысленной связи по времени, примерно в 100 световых годах от микроквазара, даже не по направлению джетов, столь же неожиданно, сколь и удивительно», - сказал Ли. «Но как черная дыра может приводить в действие сердцебиение газового облака, нам неясно».
Это может быть непонятно, но это не значит, что нет никаких возможных объяснений. Возможно, что космические лучи - протоны высокой энергии, которые движутся почти со скоростью света - производятся черной дырой либо на концах струи, либо на ее экваторе.
На концах струй или вблизи черной дыры субатомные частицы космических лучей могут выбрасываться в облако. Когда они попадают в него, удар может производить гамма-лучи.
Или возможно, космические лучи исходят от края аккреционного диска.
«Энергетически отток от диска может быть таким же мощным, как от струй, и считается, что он прецессирует из-за солидарности с остальной системой», - объяснил астрофизик Диего Торрес из Института космических наук в Испании.
Эти космические лучи должны испускаться с достаточной скоростью, чтобы вызвать наблюдаемое гамма-излучение. По словам исследователей, это трудно согласовать с нашим нынешним пониманием окружающей среды источника.
Итак, предстоит еще много работы, чтобы понять систему и то, как она зажигает облако газа в 100 световых годах от нас.
«SS 433 продолжает удивлять наблюдателей на всех частотах и теоретиков в равной степени, - писали исследователи, - и на долгие годы она определенно станет испытательной площадкой для наших идей о производстве и распространении космических лучей вблизи микроквазаров».