В соседней галактике Водоворот и её спутнице галактике M51b две сверхмассивные чёрные дыры нагревают и поглощают окружающий их материал.
Эти два монстра должны быть наиболее яркими источниками рентгеновского излучения в данной области, однако новое исследование, использующее данные миссии NuSTAR (НАСА), показывает, что гораздо меньший объект может составить конкуренцию этим двум массивным чёрным дырам.
Самые потрясающие черты галактики Водоворот, официально известной как M51a, – это два длинных, заполненных звёздами рукава, которые обвивают центр галактики, подобно лентам. Гораздо меньшая M51b, цепляется за край этого “водоворота”. Известные вместе как M51, эти две галактики находятся в процессе слияния.
В центре каждой галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, в миллионы раз более массивная, чем Солнце. Галактическое слияние подпитывает эти чёрные дыры газом и пылью. В свою очередь, мощная гравитация чёрных дыр приводит к нагреву материала, образующего яркие диски вокруг этих объектов.
Тусклые чёрные дыры
Но ни одна из чёрных дыр не излучает так ярко в рентгеновском диапазоне, как ожидали учёные. Основываясь на более ранних наблюдениях рентгеновской обсерватории “Чандра” (НАСА), астрономы предположили, что слои газа и пыли вокруг чёрной дыры в большей галактике блокируют дополнительное излучение.
Однако новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, в котором использовались данные NuSTAR, позволяющие посмотреть сквозь эти слои, показало, что чёрная дыра всё ещё тусклее, чем ожидалось.
“Я всё ещё удивлён этим открытием”, – сказал ведущий автор исследования Мюррей Брайтман (Murray Brightman). “Считается, что слияние галактик приведёт к росту чёрной дыры, и доказательством этого будет сильное излучение высокоэнергетического рентгеновского излучения. Но мы не видим этого здесь”.
Брайтман считает, что наиболее вероятным объяснением является то, что чёрные дыры “мерцают” во время галактических слияний, а не излучают с более или менее постоянной яркостью в течение всего процесса.
Мерцающая гипотеза – это новая идея в этой области. Раньше астрономы думали, что изменчивость чёрной дыры возникала на временных масштабах в миллионы лет, однако теперь они считают, что эти временные масштабы могут быть намного короче.
Маленький, но блестящий
Наряду с двумя чёрными дырами, излучающими меньше, чем предполагали учёные, в M51a был обнаружен объект, который в миллионы раз меньше, чем любая чёрная дыра, но при этом сияет с равной им интенсивностью. Эти два явления не связаны, но они создают удивительный рентгеновский пейзаж в M51.
Небольшой рентгеновский источник – это нейтронная звезда – невероятно плотный кусок материала, оставшийся после взрыва массивной звезды в конце её жизненного пути.
Типичная нейтронная звезда в сотни тысяч раз меньше в диаметре, чем Солнце – примерно такой же ширины, что и большой город, – но при этом в несколько раз массивнее. Чайная ложка материала нейтронной звезды будет весить более 1 миллиарда тонн.
Несмотря на свои размеры, нейтронные звёзды часто дают о себе знать благодаря наличию интенсивного излучения. Нейтронная звезда, найденная в M51, даже ярче средней и относится к недавно открытому классу, известному как ультрафиолетовые нейтронные звёзды.
Брайтман сказал, что некоторые учёные считают, что сильные магнитные поля, генерируемые нейтронной звездой, могут быть ответственны за световое излучение; предыдущая статья Брайтмана и его коллег об этой нейтронной звезде подтверждает данную гипотезу. Некоторые из других ярких источников рентгеновского излучения высокой энергии, видимых в этих двух галактиках, также могут быть нейтронными звездами.
