 |
Галактика NGC 4151 в созвездии Гончие Псы известна также как
«Око Саурона». Это одна из самых ярких активных галактик
|
 |
Сравниваются размеры активного центра NGC 4151 и орбиты
планет Солнечной системы (размеры самих планет показаны не в масштабе).
Таинственный рентгеновский источник показан ярким голубым цветом
|
|
 |
Надо
сказать, что при исследованиях активных центров галактик в
рентгеновском диапазоне одной из важнейших деталей является «широкая
полоса железа», которая считается ключевым признаком наличия в них
быстро вращающихся сверхмассивных черных дыр. Вещество, падающее в такую
черную дыру, вовлекается во вращение и формирует раскаленный
аккреционный диск. Некий (пока неясный) источник рентгеновского
излучения в непосредственной окрестности дыры «подсвечивает» этот диск
изнутри, возбуждая присутствующие в нем атомы железа, которые начинают
испускать фотоны с энергией 6-7 Кэ*В. Скорость движения частиц во
внутренних слоях аккреционного диска так велика, что на ширину их
спектра сильное влияние оказывают эффекты Теории относительности.
В
связи с этим можно предположить, что характерная широкая полоса железа
будет обнаруживаться в спектре активного центра галактики некоторое
время спустя после вспышки соответствующего рентгеновского источника –
время, необходимое излучению на то, чтобы достичь аккреционного диска и
возбудить его атомы. И если источник светится то ярче, то слабее, то и
«рентгеновское эхо» в аккреционном диске будет мерцать. К сожалению,
возможностей существующих орбитальных рентгеновских телескопов –
европейского XMM-Newton и американского Chandra – недостаточно для того, чтобы зафиксировать это «мерцание».
Однако
Абдерахмен Зохби с коллегами решили, что если выбрать подходящий объект
наблюдений и собрать большой массив данных, то анализ позволит выявить
«рентгеновское эхо». Таким объектом стал активный центр галактики NGC 4151,
расположенной в 45 световых годах от нас – знаменитого «Ока Саурона». В
рентгеновском диапазоне это один из самых ярких галактических центров,
известных нам. Расчеты показывают, что находящаяся в нем сверхмассивная
черная дыра должна иметь массу порядка 50 млн солнечных и внушительных
размеров аккреционный диск, способный создавать длительное и сильное
«рентгеновское эхо».
Начиная с 2000 г. зонд
XMM-Newton провел интенсивные наблюдения этого объекта, набрав
внушительный объем данных. Именно они были использованы авторами работы,
которые, проанализировав спектр центра NGC 4151, сумели выявить в нем
ясные черты «рентгеновского эха». Амплитуда его колебалась с задержкой
чуть более 30 минут после исходной вспышки – для фотонов, движущихся со
световой скоростью, это дает расстояние более 600 млн км, которое
разделяет сам рентгеновский источник и аккреционный диск, отзывающийся
эхом на его вспышки. Авторы работы полагают, что источник находится
где-то над плоскостью диска. Активность сверхмассивных черных дыр
приводит к появлению релятивистских джетов –
мощных и узких струй частиц и излучения, исходящих из окрестностей дыры
в плоскости, перпендикулярной плоскости ее вращения. Рентгеновские
вспышки могут рождаться где-то в них, причем, судя по цифре, полученной
учеными, не слишком близко к началу джета.
Интересно,
что вся эта экстремальная активность в сердце галактики NGC 4151
сконцентрирована в пространстве, сравнимом в размерах с нашей Солнечной
системой. Если в центр этой картины поместить Солнце, то горизонт черной
дыры будет вдвое меньше орбиты Земли, а расстояние от рентгеновского
источника до аккреционного диска примерно равно дистанции от Солнца до
пояса астероидов – всего вчетверо больше расстояния от Солнца до нас.
Добавлено: 13.06.12 |
