Новое исследование рентгеновского излучения струй черных дыр бросает вызов ученым
Исследователи лишь относительно недавно обнаружили, что струи черных дыр испускают рентгеновские лучи, и как эти струи разгоняют частицы до такого высокоэнергетического состояния, до сих пор остается загадкой.
Одна из ведущих моделей того, как генерируются рентгеновские лучи, предполагает, что рентгеновское излучение струй будет оставаться стабильным в течение длительного времени (миллионы лет). Однако в новой статье было обнаружено, что рентгеновское излучение статистически значимого числа реактивных струй менялось в течение всего нескольких лет.
«Одна из причин, по которой мы в восторге от изменчивости, заключается в том, что существуют две основные модели того, как рентгеновские лучи образуются в этих струях, и они совершенно разные», — объясняет ведущий автор Эйлин Мейер, астроном из Университета Мэриленда, округ Балтимор. — «В одной модели используются электроны с очень низкой энергией, а в другой — электроны с очень высокой энергией. И одна из этих моделей полностью несовместима с любым видом изменчивости».
Для исследования авторы проанализировали архивные данные рентгеновской обсерватории «Чандра».
В дополнение к предположению о стабильности рентгеновского излучения с течением времени, простейшая теория того, как струи генерируют рентгеновские лучи, предполагает, что ускорение частиц происходит в центре галактики в «двигателе» черной дыры, который приводит в движение струю. Однако новое исследование выявило быстрые изменения в рентгеновском излучении по всей длине струй. Это говорит о том, что ускорение частиц происходит по всей длине струи, на огромных расстояниях от источника струи в черной дыре.
Интересно, что результаты также намекали на то, что струи, расположенные ближе к Земле, имели большую изменчивость, чем те, что находились гораздо дальше. Возможно, более старые реактивные струи имели меньшую изменчивость. Раньше Вселенная была меньше, а окружающее излучение было больше, что, по мнению исследователей, могло привести к большей стабильности рентгеновских лучей.
«Получение этого результата из данных было почти похоже на чудо, потому что наблюдения не были рассчитаны на его обнаружение», — говорит Мейер. Анализ команды показывает, что от 30 до 100 процентов реактивных джетов, участвовавших в исследовании, демонстрировали изменчивость в течение коротких временных интервалов.
«Хотя мы хотели бы более строгих ограничений», — говорит она, — «вариабельность явно не равна нулю».
Новые результаты пробивают значительные бреши в одной из основных теорий образования рентгеновского излучения в струях черных дыр, и Мейер надеется, что статья подстегнет теоретиков.
