Влияние вращения черной дыры или первые доказательства прецессии в сверхсветящихся аккреционных дисках

Исследователи из Университета Цукубы провели крупномасштабное моделирование радиационной электромагнитной гидродинамики на основе общей теории относительности и впервые продемонстрировали, что прецессионное движение наклоненного сверхсветящегося аккреционного диска вызвано вращением черной дыры. Кроме того, это прецессионное движение периодически меняет направление струй и излучения, испускаемого черной дырой, что указывает на то, что периодические колебания светимости сверхсветящихся аккреционных дисков могут быть вызваны вращением самой черной дыры. Причина таких периодических колебаний ранее была неизвестна. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal. Используя сравнительный анализ долгосрочного моделирования и данных наблюдений, исследователи в будущем намерены проверить, вращаются ли черные дыры. Это достижение призвано углубить наше понимание того, как вращение черной дыры влияет на космические явления, и внести существенный вклад в установление пространственно-временной структуры черных дыр и общей теории относительности.

Моделирование радиационной плазмы корон аккреционного потока черной дыры в жестком и мягком состояниях

Исследователи из Хельсинкского университета добились успеха в том, к чему стремились с 1970-х годов: объяснили рентгеновское излучение из окрестностей черной дыры. Излучение возникает из-за комбинированного эффекта хаотических движений магнитных полей и турбулентного плазменного газа. Используя детальное суперкомпьютерное моделирование, исследователи из Хельсинкского университета смоделировали взаимодействие между излучением , плазмой и магнитными полями вокруг черных дыр. Было обнаружено, что хаотические движения, или турбулентность, вызванные магнитными полями, нагревают локальную плазму и заставляют ее излучать. Исследование было опубликовано в Nature Communications. Моделирование, использованное в исследовании, является первой моделью физики плазмы, которая включает все важные квантовые взаимодействия между излучением и плазмой. Моделирование показало, что турбулентность вокруг черных дыр настолько сильна, что даже квантовые эффекты становятся важными для динамики плазмы. В моделируемой смеси электронно-позитронной плазмы и фотонов локальное рентгеновское излучение может превращаться в электроны и позитроны, которые затем могут аннигилировать обратно в излучение при соприкосновении.

Обнаружен новый аккрецирующий миллисекундный рентгеновский пульсар

Астрономы сообщают об открытии нового пульсара с помощью космической обсерватории "Спектр-РГ". Новообретенный объект, получивший обозначение SRGA J144459.2-604207 (или сокращенно SRGA J1444), оказался аккрецирующим миллисекундным рентгеновским пульсаром. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 30 апреля на сервере препринтов arXiv. Пульсар был обнаружен 21 февраля 2024 года в положении, близком к плоскости Галактики. SRGA J1444 — это новый аккрецирующий миллисекундный пульсар с периодом вращения 447,8 Гц, демонстрирующий регулярные рентгеновские всплески I типа. Масса нейтронной звезды в SRGA J1444 равна 1,4 массы Солнца. Масса звезды-компаньона не менее 0,25 массы Солнца. Система имеет круговую орбиту с периодом около 5,2 часа и расположена на расстоянии примерно 27 000–35 000 световых лет от Земли.

Борьба моделей внутренней части струи в M87 и сопоставление морфологии струи с теорией

Моделирование внутренней части струи сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 показало, что модель «извлечения энергии вращения черной дыры» точно предсказала наблюдаемые струи, а модель «извлечения энергии вращения аккреционного диска» расходится с результатами наблюдений. Учёные применили крупномасштабные методы численного моделирования для решения уравнений общей релятивистской магнитогидродинамики и получили аккреционный поток вокруг черной дыры и струи. Анализ физического механизма магнитного пересоединения обнаружил, что излучающие электроны ускоряются за счет магнитного пересоединения в струях черных дыр, что вызвано «магнитными извержениями» в аккреционном диске.

Обнаружена редкая затменная рентгеновская двойная система

Международная группа астрономов сообщает об обнаружении редкой затменной Be/рентгеновской двойной системы в рамках обзора Swift Small Magellanic Cloud (SMC) (S-CUBED). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной 12 марта на сервере препринтов arXiv. Swift J010902.6-723710 начал рентгеновскую вспышку 10 октября 2023 года, которая продемонстрировала характеристики вспышек типа I и II. Последующие рентгеновские наблюдения определили предполагаемый период вращения нейтронной звезды в этой системе в 182 секунды. Подтверждено наличие большого аккреционного диска, окружающего нейтронную звезду Swift J010902.6-723710. Обнаруженное затменное поведение вызвано этим диском, радиус которого составляет примерно 3,3 солнечных радиуса.

NGC 2403 XMM4 — нейтронная звезда суперэддингтона

Анализируя данные различных космических телескопов, астрономы провели детальное исследование сверхяркого источника рентгеновского излучения, известного как NGC 2403 XMM4. Результаты исследования, опубликованные 5 января в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», указывают на то, что этот источник представляет собой нейтронную звезду, аккрецирующую со сверхэддингтоновской скоростью. Это подтверждается данными широкополосной спектроскопии, демонстрирующими наличие крутого высокоэнергетического хвоста.

Обнаружен первый внегалактический околозвездный диск вокруг массивной молодой звезды за пределами Млечного Пути

Международная группа астрономов во главе с Даремским университетом, в которую входят астрономы из Британского центра астрономических технологий, сообщила о первом обнаружении вращающейся дисковой структуры вокруг формирующейся звезды большой массы за пределами нашего Млечного Пути в другой галактике. Диск окружает молодую массивную звезду, расположенную в звездном питомнике под названием N180, в соседней карликовой галактике под названием Большое Магелланово Облако. Расположенный на расстоянии 163 000 световых лет от Земли, это самый далекий диск вокруг массивной звезды, который когда-либо был обнаружен напрямую.

Спектральное распределение энергии квазаров не зависит от внутренней яркости

Благодаря изучению излучения от оптического до крайнего ультрафиолетового, генерируемого аккрецией сверхмассивных черных дыр в центрах квазаров обнаружено, что их спектральное распределение энергии не зависит от внутренней яркости квазаров, опрокидывая традиционное понимание в этой области. Исследование выявило существенное отклонение среднего спектрального распределения энергии квазаров в крайнем ультрафиолетовом диапазоне от предсказаний классической теории аккреционного диска. Это открытие бросает вызов классической модели и обеспечивает существенную поддержку моделям, которые включают широко распространенные ветры аккреционного диска. Результаты были опубликованы онлайн 5 октября 2023 года в журнале Nature Astronomy.

Звезда обеспечивает регулярное питание сверхмассивной черной дыры

В обзоре всего неба eROSITA ученые из Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) обнаружили интересное повторяющееся событие. В галактике, в остальном покоящейся, рентгеновская вспышка повторяется каждые 220 дней, указывая на то, что звезда, вращающаяся вокруг центральной черной дыры, «кормит» гравитационного монстра на последующих орбитах. Такие события могут быть эффективными инструментами для изучения процесса аккреции и гравитационного поля вокруг сверхмассивных черных дыр в других галактиках. Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.