Аккрециннные диски чёрных дыр способны приютить более крупные объекты, чем предполагали
Астрономы заметили первый случай «икоты» чёрной дыры. Исследователи обнаружили, что огромная чёрная дыра, которая находится в сердце галактики, удалённой от Земли на 800 миллионов световых лет и имеет вес, эквивалентный приблизительно 50 миллионам Солнц, регулярно выбрасывает газ в космос каждые 8,5 дней. Эти «приступы икоты» происходят из-за аккреционного диска, который представляет собой кольцо перегретого вещества, вращающегося вокруг самой чёрной дыры.
Эти выбросы газа вызываются вторичной чёрной дырой, летящей по наклонной орбите и поднимающей газ. Изначально наблюдения «стали полной неожиданностью», как рассказал ведущий автор исследования Дирадж Пашам (Dheeraj Pasham), научный сотрудник Института астрофизики и космических исследований Кавли в Массачусетсе. «Мы пребывали в замешательстве несколько месяцев, пока не пришли теоретики из Чешской Республики и не предоставили объяснение вторичной черной дырой, которая и объяснила все свойства этой системы».
Исследование показало, что аккреционные диски вокруг чёрных дыр могут быть «домом» для различных космических объектов, включая другие чёрные дыры и звёзды.
По словам Дираджа Пашама: «Мы думали, что уже много знаем о чёрных дырах, но это открытие показывает, что они скрывают гораздо больше. Если наша модель существования вторичной чёрной дыры верна, то эти выбросы газа могут раскрыть целую популяцию экстремальных двойных систем».
Исследователи предполагают, что чёрная дыра в конечном счете поглотит своего компаньона примерно через 10 000 лет.
Открытие главной чёрной дыры было сделано в декабре 2020 года благодаря телескопам автоматизированного обзора сверхновых (ASAS-SN). В ходе исследования была замечена вспышка света от аккреционного диска, получившая название ASASSN-20qc, сделавшая небольшой регион в 1000 раз ярче. Вспышка продолжалась четыре месяца и, вероятно, была вызвана «поглощением» ближайшей звезды сверхмассивной чёрной дырой.
Последующие наблюдения с помощью рентгеновского телескопа на борту МКС позволили учёным обнаружить и каталогизировать периодические провалы в рентгеновских данных от «пирующего» объекта — подобно тому, как планета, пересекающая диск своей звезды, на короткое время блокирует её свет. Это и была «икота» чёрной дыры. Исследователи определили, что чёрная дыра «икала» каждый раз, когда вращающаяся вторичная чёрная дыра протыкала аккреционный диск.
Хотя вторичная чёрная дыра является меньшей, она не крошечная. По оценкам учёных, она весит от 100 до 10 000 Солнц, что классифицирует её как чёрную дыру промежуточной массы. Большая разница между массами двух чёрных дыр, отличающихся в 5000 раз, делает дуэт одной из двойных систем с самым экстремальным соотношением масс, обнаруженных на данный момент.
В ближайшие месяцы исследователи планируют продолжить мониторинг этой системы и изучить несколько других похожих систем. Если двойные чёрные дыры в исследуемых системах также имеют экстремальные различия в массах, то новый телескоп Европейского космического агентства под названием «Космическая антенна лазерного интерферометра» (LISA) должен быть в состоянии обнаружить их.
