Гувахати (Ассам) [Индия]. Многоинституциональная исследовательская группа, включающая Индийский технологический институт Гувахати, Спутниковый центр Ур Рао, ISRO, Университет Мумбаи и Институт фундаментальных исследований Тата, изучила недавно открытую двойную систему черной дыры под названием Swift J1727. .8-1613 с использованием данных, полученных со спутника AstroSat.

Команда обнаружила интригующие рентгеновские характеристики, которые потенциально могут дать представление о природе черных дыр.

Непосредственное изучение черных дыр является сложной задачей, поскольку ничто не ускользает из черных дыр, чтобы их можно было обнаружить или измерить.

«Однако двойные черные дыры, где черная дыра соединена с другим объектом, например, с нормальной звездой, предоставляют уникальную возможность для исследований. В этих двойных системах гравитация черной дыры вытягивает материал из звезды-компаньона, образуя аккреционный диск. газа и пыли, спиралевидно устремляющихся в черную дыру», — говорится в пресс-релизе ИИТ Гувахати.

Когда материал аккреционного диска притягивается ближе к черной дыре, он нагревается до чрезвычайно высоких температур, часто до миллионов градусов, и испускает рентгеновские лучи.

Эти рентгеновские лучи можно обнаружить с помощью космических телескопов, что предоставит ценную информацию о самой черной дыре.

Исследовательская группа недавно изучила двойную систему черных дыр Swift J1727.8-1613 с помощью AstroSat, первой специализированной индийской космической астрономической обсерватории, которая находится на орбите вокруг Земли.

AstroSat оснащен инструментами, способными наблюдать Вселенную в нескольких длинах волн, включая рентгеновские лучи, что делает его идеальным для изучения высокоэнергетических явлений, таких как двойные черные дыры.

Говоря о своем исследовании, профессор Сантабрата Дас с факультета физики ИИТ Гувахати сказал: «QPO незаменимы для исследования загадочных систем черных дыр. Изучая периодические изменения рентгеновских фотонов при высоких энергиях (около 100 кэВ), QPO помогают расшифровать следы сильной гравитации черной дыры. Это помогает понять их фундаментальные свойства и динамику того, как черная дыра притягивает материю из соседней среды».

Исследователи обнаружили квазипериодические колебания (QPO) в рентгеновском свете, излучаемом аккреционным диском Swift J1727.8-1613.

Квазипериодические колебания (QPO) — это мерцание рентгеновского света астрономического объекта на определенных частотах.

Примечательно, что эти QPO изменили свою частоту всего за семь дней, сместившись с 1,4 до 2,6 раз в секунду. Это изменение частоты наблюдается в рентгеновских лучах чрезвычайно высокой энергии, которые невероятно горячие, около миллиарда градусов.

«Последствия этого открытия огромны. QPO могут помочь астрономам изучать внутренние области аккреционных дисков и определять массы и периоды вращения черных дыр. Они также могут проверить общую теорию относительности Эйнштейна, которая описывает гравитацию как геометрическое свойство пространство и время», — говорится в сообщении ИИТ Гувахати.

Согласно этой теории, массивные объекты, такие как черные дыры и нейтронные старты, искажают ткань пространства-времени вокруг себя, и эта кривизна определяет пути, по которым будет следовать аккрецирующаяся материя, которую мы воспринимаем как гравитационное притяжение.

Подчеркивая влияние этого исследования, д-р Анудж Нанди из спутникового центра UR Rao, ISRO, добавил: «Уникальные возможности AstroSat, а именно высокое временное разрешение и большая область сбора рентгеновских фотонов, позволили открыть развивающуюся частоту QPO в высоких частотах. возможны энергетические рентгеновские лучи».

«Эти рентгеновские лучи высокой энергии генерируются, когда фотоны низкой энергии взаимодействуют с горячим материалом внутреннего диска вокруг черных дыр посредством процесса комптоновского рассеяния. Наблюдения AstroSat четко подтверждают, что Swift J1727.8-1613 находился в состоянии аккреции, в котором преобладали комптонизированные излучения, которые проявляются апериодическая модуляция, приводящая к наблюдаемым особенностям QPO», — сказал Нанди.

Подробности этой работы были опубликованы в престижном журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» в статье, написанной в соавторстве с профессором Сантабратой Дасом из ИИТ Гувахати, доктором Ануджем Нанди из Спутникового центра У. Р. Рао, ISRO, профессором Его Величества Антиа из Университет Мумбаи, а также доктора Тилак Каточ и Параг Шах из TIFR, а также студент-исследователь Сешадри Маджумдер из ИИТ Гувахати.