Астрономы из Франции, Испании, Германии и США зарегистрировали поляризованное гамма-излучение чёрной дыры Лебедь X-1.

Если быть точным, удалённый примерно на 6 000 световых лет от Солнца Лебедь X-1 представляет собой двойную систему из небольшой чёрной дыры массой в 10 солнечных и голубого сверхгиганта, по массе превосходящего Солнце в 35 раз. В такой системе вещество звёздного компаньона постепенно переходит к дыре, вокруг которой формируется аккреционный диск. Поскольку вещество, оказавшись в диске, разогревается и излучает в рентгеновском диапазоне, двойные этого класса получили название рентгеновских.

Двойная система Лебедь X-1 (иллюстрация ESA).

Вскоре после обнаружения первых двойных типа Лебедя X-1 были проведены их наблюдения в радиодиапазоне, показавшие, что часть найденных чёрных дыр имеет релятивистские джеты — направленные в противоположные стороны струи частиц. Такие объекты стали называть микроквазарами: от обычных квазаров, расположенных в центрах галактик и ассоциирующихся со сверхмассивными чёрными дырами, они отличаются только размером. «Принцип действия микроквазаров мы представляем себе довольно хорошо, но некоторые детали механизма, связывающего джеты с аккреционным диском, оставались неизвестны», — говорит руководитель исследования Филипп Лоран (Philippe Laurent).

Наблюдения, которые должны были прояснить ситуацию, выполнила орбитальная обсерватория INTEGRAL. В новой работе исследователи объединили всю информацию, собранную обсерваторией за семь лет (отметим, что совокупная длительность изучения Лебедя X-1 превысила пять миллионов секунд).

Обработка массива данных по гамма-излучению Лебедя X-1 открыла интересный эффект: спектр оказался «двойным», то есть разные его части отвечают разным физическим процессам. Первый компонент, которому соответствует область 250–400 кэВ, слабо поляризован, и его связали с комптоновским рассеянием фотонов на тепловых электронах. Более энергетичный (0,4–2 МэВ) компонент, напротив, имеет сильную поляризацию, что делает Лебедь X-1 первым примером двойной системы с чёрной дырой, испускающей поляризованное гамма-излучение. Именно эта — энергетичная — составляющая излучения, по мнению авторов, относится к джету.

«Сильная поляризация свидетельствует о том, что мы имеем дело с синхротронным излучением, которое испускается заряженными частицами, движущимися по искривлённым магнитным полем траекториям, — поясняет г-н Лоран. — Следовательно, вблизи горизонта событий чёрной дыры действует сильное магнитное поле. Теоретики, конечно, предполагали, что оно там будет, но теперь у нас появились факты». Магнитное поле, таким образом, «выхватывает» некоторые частицы из гравитационных тисков чёрной дыры, отправляя спасённых в джеты.

Два компонента излучения Лебедя X-1, отмеченные линиями разных цветов (иллюстрация Philippe Laurent et al.).

Полная версия отчёта опубликована в журнале Science.

Подготовлено по материалам Европейского космического агентства и Компьюлента.ру