Черная дыра в Лебеде Х-1 – один из ярчайших источников рентгеновских лучей в небе. Свет возле черной дыры исходит от материи, перекачиваемой со спутника
Сотрудничество между японскими и шведскими учеными позволило выявить, как гравитация влияет на форму материи вблизи черной дыры в двойной системе Лебедь Х-1. Эти результаты помогут разобраться в физике мощной гравитации и эволюции черных дыр и галактик.
Рядом с центром созвездия Лебедь расположена звезда, вращающаяся вокруг первой черной дыры, найденной во Вселенной. Вместе они формируют двойную систему Лебедь Х-1. Эта черная дыра также играет роль ярчайшего источника рентгеновских лучей в небе. Но геометрия материи, порождающей свет, оставалась неопределенной. Исследователи использовали рентгеновскую поляриметрию, чтобы разобраться в этом вопросе.
Сделать снимок черной дыры непросто. Прежде всего, нельзя наблюдать за объектом, потому что черный свет не может сбежать. Поэтому приходится настраиваться на свет, исходящий из материи, приближенной к черной дыре. В ситуации с Лебедем Х-1 речь идет о вращающейся вокруг черной дыре. Свет вибрирует во многих направлениях.
Поляризация фильтрует свет так, что он вибрирует в одном направлении
Фильтр пропускает рентгеновские и гамма-лучи, поступающие от черной дыры. Команда должна была выяснить, откуда поступает свет и где он рассеивается. Чтобы выполнить оба измерения, они запустили рентгеновский поляриметр на воздушном шаре PoGO+. Оттуда ученые могли определить, какая часть рентгеновских лучей отражалась от диска аккреции.
Две конкурирующие модели описывают то, как материя возле черной дыры может выглядеть в двойной системе: ламповый столб и расширенная модель. Первая заключается в том, что корона компактная и тесто связана с черной дырой. Фотоны сгибаются к аккреционному диску, что приводит к более отраженному свету. В расширенной модели корона больше и распространяется вокруг черной дыры. Тогда отраженный свет на диске слабее.
Художественное видение двух конкурирующих моделей: ламповый столб и расширенная. Черная точка – черная дыра, синий – ее аккреционный диск, а красный – корона
Поскольку свет не изгибался так сильно под мощной гравитацией черной дыры, исследователи пришли к выводу, что срабатывает расширенная модель. Эта информация поможет добыть больше характеристик черных дыр. К примеру, их вращение. Эффект вращения может изменить пространство-время вокруг черной дыры и дать подсказу к процессу эволюции.