Ученые обнаружили нейтронную звезду, маскирующуюся под черную дыру

Найти черную дыру в космосе очень сложно – она не светится и находится в полной темноте. Идентифицировать ее можно по определенной пульсации, но в космосе есть объекты, подающие подобные сигналы. Одной из таких «самозванцев» ученые считают нейтронную звезду PSR J1023, маскирующуюся под ЧД. Специалисты всегда считали выплеск огромных потоков субатомных частиц характеристикой черных дыр. Однако загадочный объект, открытый недавно астрономами, испускает аналогичные импульсы. «Умирая», гигантское светило оставляет сердцевину - нейтронную звезду, продолжающую вращение. Выплески электронных и фотонных пучков объекта происходят с определенной регулярностью, действуя как «пульсар». PSR J1023 является переходным миллисекундным пульсаром, вращающимся со скоростью 1 000 оборотов в секунду. Причиной тому служит захват газа соседней подобной звезды, поэтому PSR J1023 изредка извергает струи, имитируя черные дыры.

Исследователи намерены досконально изучить принцип продуцирования нейтронными звездами плазмы. Это поможет отличать черные дыры от «самозванцев».

На окраинах Млечного пути могут находиться сталкивающиеся черные дыры

Периферия спиральных галактик, подобных нашему Млечному пути, может быть наполнена сталкивающимися черными дырами огромных размеров и являться важной «охотничьей зоной» для поисков источников гравитационных волн, сообщают исследователи из Технологического института Рочестер, США, в новой научной работе. До настоящего времени считалось, что наиболее подходящие условия для популяций черных дыр существуют в небольших спутниковых или карликовых галактиках, где звезды расположены довольно редко, где имеются лишь относительно небольшие количества тяжелых металлов, таких как железо, золото и платина – элементов, формируемых в результате взрывов сверхновых – и низкая эффективность звездных ветров приводит к тому, что звезды теряют с ними лишь очень небольшую часть своей массы.

В новой работе Суканья Чакрабарти (Sukanya Chakrabarti), ассистент-профессор физики Технологического института Рочестер с коллегами показывает, что окраины галактик, подобных Млечному пути, могут быть близки карликовым галактикам по условиям, но с одним большим преимуществом перед последними – крупные галактики проще обнаружить.

«Содержание металлов во внешних частях дисков спиральных галактик также довольно низкое, поэтому в широких областях в этих зонах можно встретить большие количества черных дыр», - сказала Чакрабарти.

Более глубокое понимание Вселенной стало возможным теперь, когда ученые могут комбинировать методы гравитационно-волновой астрономии с традиционными измерениями в разных диапазонах электромагнитного спектра. Настоящее исследование показывает, что даже черные дыры, которые имеют настолько большую плотность, что их окрестности не может покинуть ничто – даже свет – являются источниками гравитационных волн и излучения в оптическом диапазоне, испускаемых, конечно, не самой черной дырой, а остатками материи, сохранившимися после звездного коллапса, породившего черную дыру.

Ученые глубже проникают в природу джетов черных дыр

Команда ученых из Саутгемптонского университета сделала новый шаг на пути к пониманию релятивистских джетов – мощных пучков излучения, испускаемых из окрестностей черных дыр – измерив, насколько быстро происходит их «зажигание» после появления. Происхождение джетов черных дыр до сих пор продолжает оставаться загадкой для ученых. Одна из теорий гласит, что они развиваются из «аккреционного диска» - материи, затягиваемой на орбиту к растущей черной дыре. Экстремальная гравитация внутри этого диска скручивает и растягивает магнитные поля, сжимая раскаленный, намагниченный материал диска, называемый плазмой, до тех пор пока он не будет извергнут в форме двух противоположно направленных магнитных «колонн», ориентированных вдоль оси собственного вращения черной дыры.

Плазма движется вдоль этих сфокусированных джетов и развивает гигантскую скорость, «выстреливая» на гигантские расстояния. В какой-то момент плазма начинает ярко светиться, однако когда именно происходит «зажигание» джета – это оставалось загадкой для ученых до настоящего момента.

В новом исследовании группа под руководством доктора Пошака Гандхи (Poshak Gandhi) показывает при помощи наблюдений системы V404 Лебедя, состоящей из черной дыры и поглощаемой ею звезды-компаньона, что между рентгеновскими вспышками, обозначающими рождение джета в окрестностях черной дыры, и появлением вспышек в оптическом диапазоне проходит примерно 0,1 секунды. Если перевести эти цифры в расстояние, которое проходит релятивистский джет за это время, то получается, что джет успевает пройти не более 30000 километров. Система V404 Лебедя находится от нас на расстоянии примерно 7800 световых лет, поэтому даже при помощи самых мощных современных телескопов ученые не смогли бы разглядеть при прямых наблюдениях системы этот крохотный отрезок.