Захватывающее открытие произошло в 2018 году благодаря автоматизированной системе All-Sky Automated Survey for Super-Novae. Исследователи обнаружили необычную вспышку в галактике 1ES 1927+654, исходящую от гигантской черной дыры массой в миллион солнц. Интенсивность свечения объекта увеличилась в 40 раз, после чего последовал спад и восстановление первоначальной яркости. Особенно ярко эти изменения проявились в рентгеновском спектре.
Исследования показали, что причиной колебаний стала корона черной дыры — облако раскаленной плазмы. Она практически исчезла, но затем восстановилась. Ученые предполагают, что это произошло из-за разрушения проходящей звезды под воздействием мощных приливных сил. Обломки звезды, попав в аккреционный диск, вызвали быстрое поглощение материи, что временно нарушило работу магнитного поля черной дыры.
Дальнейшие исследования 1ES 1927+654 принесли еще одно важное открытие. Группа ученых во главе с Меган Мастерсон из MIT зафиксировала учащающиеся рентгеновские вспышки вблизи черной дыры. Результаты исследования опубликованы в престижном научном издании Nature.
В 2019 году астрономы впервые наблюдали квазипериодические рентгеновские вспышки, исходящие из ядер галактик с небольшой массой. Эти всплески рентгеновского излучения повторялись с интервалом от нескольких часов до суток. До сих пор механизм их возникновения остается загадкой для науки.
Особенность вспышек в центре 1ES 1927+654 заключается в их уникальной периодичности. В начале наблюдений 2022 года с помощью телескопа XMM-Newton интервал между вспышками составлял 18 минут. Спустя два года он сократился до рекордных семи минут — такая частота рентгеновских вспышек от черной дыры наблюдалась впервые.
Исследователи полагают, что причиной может быть белый карлик — компактная звезда размером с Землю, но невероятно плотная. Предположительно, он вращается вокруг черной дыры, периодически приближаясь к горизонту событий — границе, за которой гравитация настолько сильна, что ничто не может покинуть эту область.
По словам Мастерсон, высокая плотность позволяет белым карликам подходить к черным дырам значительно ближе других объектов. В данном случае белый карлик демонстрирует удивительную способность балансировать на безопасном расстоянии от горизонта событий.
Команда ученых предполагает, что белый карлик массой около десятой части Солнца находится на грани точки невозврата, всего в нескольких миллионах километров от горизонта событий. Однако расчеты показывают, что падения в черную дыру не произойдет. Объект сохраняет равновесие между притяжением гравитации и отталкиванием, возникающим при сбросе внешних слоев.
Приближение к горизонту событий увеличивает скорость движения белого карлика, что может объяснять возрастающую частоту рентгеновских вспышек. Регистрация излучения именно в рентгеновском диапазоне подтверждает близость источника к черной дыре, где горячая плазма создает мощное высокоэнергетическое излучение.
Если гипотеза о белом карлике подтвердится, это позволит глубже изучить взаимодействие компактных объектов с черными дырами. Такие системы генерируют гравитационные волны, которые смогут зафиксировать новые детекторы, например, NASA LISA, запуск которого планируется в 2030-х годах.
Исследование Мастерсон и коллег привело к двум значимым выводам. Во-первых, обнаруженный белый карлик может оказаться ближайшим к черной дыре объектом из когда-либо наблюдавшихся. Во-вторых, результаты помогут лучше понять поведение материи в экстремальных условиях вблизи горизонта событий.
Астрофизики продолжают наблюдения за галактикой 1ES 1927+654, стремясь раскрыть новые тайны взаимодействия белого карлика и черной дыры. Это исследование может привести к революционным открытиям в астрофизике.
