Учёные из лаборатории Рентгеновская астрономия Казанского федерального университета, занимающиеся исследованиями рентгеновского излучения космических объектов, предположили, как могли развиваться молодые галактики.
Результаты исследований уже опубликованы в научном журнале «Nature Physics», сообщает сайт «Наука и технологии РФ».
С помощью полученных сотрудником лаборатории Сергеем Фабрикой и его коллегами данных можно сделать определенные предположения о раннем росте квазаров – сверхмассивных черных дыр, появившихся в центрах молодых галактик в первые полмиллиарда лет после рождения нашей Вселенной. Для этого исследователи изучают черную дыру SS 433, которая является микрокопией молодых квазаров.
Черная дыра SS 433 - первый открытый микроквазар, двойная звездная система, в которой черная дыра и звезда расположены близко друг к другу. Расстояние между объектами в SS 433 в три раза меньше расстояния от Земли до Солнца.
По словам Сергея Фабрики, наблюдать быстрый рост самих квазаров пока не удается, так как при этом выбрасывается множество газа и пыли и самого квазара не видно.
«Как известно, квазар является одним из самых ярких в видимой Вселенной астрономических объектов. Его мощность излучения иногда в тысячи раз превышает суммарную мощность излучения всех звезд целой галактики – такой, например, как наш Млечный Путь», – отметил учёный.
Примечательно, что масса черной дыры SS 433 примерно в десять раз превышает массу Солнца, и в силу своей колоссальной гравитации черная дыра притягивает с поверхности звезды-соседки газ, газ вращается и образует аккреционный диск. Поток, перемещающийся в него с поверхности звезды, выделяет огромное количество потенциальной энергии. Из-за этого черная дыра SS 433 очень ярко «светит» - примерно в 3 миллиона раз ярче, чем Солнце. Кроме того, аккреционный диск испускает рентгеновское излучение.
- Материя с соседней гигантской звезды перетекает в аккреционный диск черной дыры очень мощным потоком: 6 миллионов миллиардов тонн в секунду (за 11 дней это составляет массу Земли), - рассказал Сергей Фабрика. - С таким потоком массы черная дыра не справляется и вокруг нее возникает сверхкритический аккреционный диск. Он отличается от обычного тем, что избыточный газ раскаляется в нем до нескольких десятков миллионов градусов, а затем с огромной скоростью выбрасывается в космическое пространство через колоссальную воронку, возникающую на оси диска. При этом возникает такой парадокс: астрофизики знают, что есть сверхкритические аккреционные диски, но не имеют прямых доказательств того, какие процессы в них происходят: черные дыры полностью закрыты газом. Единственный признак сверхкритической аккреции – мощный «фонтан» раскаленного газа, извергаемый черной дырой со скоростью, равной четверти от скорости света.
По мнению ученого, полученные знания могут пролить свет на ранний рост квазаров – сверхмассивных черных дыр, появившихся в центрах молодых галактик в первые полмиллиарда лет после рождения нашей Вселенной. Сейчас они набрали огромную массу – в несколько миллиардов раз большую, чем Солнце. А такое возможно только при протекании таких же процессов, как в микрокопии молодых квазаров - черной дыре SS 433, а также объектов ULX в других галактиках.
Ученые утверждают, что их исследования открыли возможность изучения сверхкритических аккреционных дисков под разными углами зрения, в разных двойных системах, и при разных темпах падения газа со звезды-соседки на черную дыру.
В дальнейшем учёные как раз намерены изучить процессы падения газа на черную дыру и формирования струи, которая выбрасывается из канала в сверхкритическом аккреционном диске. Этот канал и сама черная дыра, по словам Сергея Фабрики, визуализируются, но происходящее там – «тайна за семью печатями».