Найден первый микроквазар вне Млечного Пути

Группа астрономов под руководством Мэттью Мидлтона из Даремского университета обнаружила в Туманности Андромеды первый микроквазар, расположенный вне нашей Галактики. Он представляет собой интересную компанию — черную дыру, примерно звездной массы, активно поглощающую вещество парной звезды, обращающейся рядом по близкой орбите вокруг нее.

Фото:  

И при всем этом безобразии, конечно же, наблюдается эжекция релятивистских струй плазмы. Открытие было совершено при объединении усилий орбитальных рентгеновских обсерваторий XMM-Newton и Swift, а также "Очень большого телескопа" наземного базирования.

Микроквазары определены как двойные звездные системы, в которых есть компактный объект, такой как нейтронная звезда или черная дыра. Это остаток былой первой звезды, трансформированной в плотное небесное тело, которое "командует парадом" по отношению ко второй обычной звезде, двигающейся по тесной орбите вокруг него. Обычно это случается в гравитационно связанных двойных системах, где первое светило быстро сколлапсировало в черную дыру или нейтронную звезду. Соседняя звезда может быть долгоживущим карликом, из которого чёрная дыра при помощи гравитации ворует вещество. Часть "похищенной" материи обнаруживает себя в эжекции плазменной струи, вырывающейся с субсветовой скоростью из черной дыры.

Читайте также: Астрономы услышали, как бьется сердце космоса

Такие объекты малы в сравнении со сверхмассивными черными дырами в центрах галактик, масса которых — миллиарды и миллионы масс Солнца! А микроквазары имеют массу, кратно превышающую массу нашего светила, проще говоря — в разы. Ранее полагали, что сделать подобное открытие имеющейся аппаратурой практически невозможно.

Тем не менее, в январе 2012 года орбитальный рентгеновский телескоп XMM-Newton выявил вспышку в рентгеновском диапазоне в самой близкой к нам большой галактике — Туманности Андромеды. Свет от нее идет к нам 2,5 миллиона лет. Вот что такое межгалактическое расстояние! Восемь недель наблюдений уникального объекта позволило сделать заявление об открытии микроквазара.

 

Новейшая работа была представлена многочисленной группой авторов-исполнителей. Все они внесли свой вклад в координированное исследование: регистрировали радиосигналы и наблюдали вариации рентгеновского излучения в ярком новом источнике рентгена, получившем название XMMU J004243.6+412519.

Рентгеновское излучение исходило из очень малого источника, по размерам сопоставимого с расстоянием от Солнца до Юпитера. Столь компактный объект может быть либо черной дырой, либо нейтронной звездой. Однако его масса оказалась слишком велика для последнего варианта — скорее всего, там находится черная дыра, результат стандартного гравитационного коллапса массивной звезды.

Несколько известных в нашей галактике ультраярких источников рентгена (т.е. с яркостями в максимуме не меньше, чем 1040 эрг/с), как полагают, инициированы аккрецией газообразной материи на черные дыры с массами ~5-20 масс Солнца, это возможно при увеличении массы аккреционного диска черной дыры за счет звезды-компаньона в близком соседстве с ней.

Галактические источники подобного типа еще недостаточно исследованы — это редкие и пока немногочисленные объекты. Радиоэмиссия интенсивно генерируется в релятивистском джете — мощном струйном выбросе из глубин черной дыры. Самое энергичное проявление эмиссии, как предполагают специалисты, может наблюдаться при достижении теоретического максимума скорости аккреционных высыпаний материи на черную дыру, который назван пределом Эддингтона (Eddington). Только четыре таких экстремальных объекта известны в Млечном Пути, а поглощение мягкого рентгена в межзвездной среде препятствует определению причинной связи в цепочке событий, которая приводит к извержению релятивистского джета.

Он находится в соседней галактике M 31, носящей историческое название Туманности Андромеды. Максимальная радиояркость объекта была чрезвычайно высока, до 1039 эрг/с. Наблюдения выявили изменчивость сигнала на шкале времени порядка десятков минут, это говорит о том, что источник генерации очень компактный и "приведен в действие" высыпаниями на черную дыру, усиленными до параметров, близких к пределу Эддингтона для черной дыры, имеющей не гигантскую массу, а гораздо более умеренную, как сказано ранее, звездную массу, не превышающую 20 солнечных масс.

Читайте также: Пульсар-хулиган раздел звезду до алмаза

"Все указывает на то, что нам действительно удалось найти микроквазар. Подобные объекты в нашей галактике закрыты от нас облаками пыли, что делает их изучение крайне сложным. А если удалось найти микроквазар за ее пределами, то, следовательно, можно обнаружить и другие подобные объекты. И они помогут нам понять, какие физические процессы управляют их эволюцией", — резюмирует Мэттью Мидлтон в статье, которая была опубликована в журнале Nature.

Дальнейшие, более продолжительные наблюдения радио и рентгена таких источников, названных микроквазарами, должны выявить причинную связь между аккрецией, потоком высыпающегося вещества на собственно черную дыру и появлением заявляющих о своем рождении релятивистских джетов — источников мощных излучений этих объектов.

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"