Солнце и сверхмассивная чёрная дыра кажутся совершенно разными объектами. Но исследователи из Техниона — Израильского технологического института — нашли у них общую черту. В окрестностях чёрной дыры в центре галактики NGC 3783 они впервые увидели характерный «почерк» магнитной вспышки, который астрономы знают по Солнцу больше полувека. Работа вышла в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Как вспыхивает Солнце
Над поверхностью Солнца висят огромные петли магнитного поля. Когда они перекручиваются и сталкиваются, силовые линии рвутся и соединяются заново. Это называется магнитным пересоединением. Запасённая в поле энергия высвобождается за минуты: вспыхивает солнечная вспышка, а иногда в космос улетает гигантское облако плазмы — корональный выброс массы. Именно такие выбросы вызывают на Земле магнитные бури и полярные сияния.
Подпись вспышки
У солнечных вспышек есть узнаваемая подпись — эффект Нойперта, описанный в 1968 году. Сначала пересоединение разгоняет быстрые частицы, и они дают всплеск жёсткого рентгеновского излучения. Потом они нагревают плазму, и постепенно растёт мягкое рентгеновское излучение. Если построить график, жёсткое излучение повторяет скорость роста мягкого. Такая связь — почти прямое доказательство того, что вспышку запустило магнитное пересоединение.
То же самое — у чёрной дыры
NGC 3783 — спиральная галактика в созвездии Центавра с активным ядром. Сверхмассивная чёрная дыра в её центре окружена раскалённым диском вещества, а над диском висит горячая «корона», которая светится в рентгене.
Аспирант Гал Варди и профессор Эхуд Бехар с коллегами из Японии, Европы и США изучили наблюдения рентгеновских телескопов XRISM и XMM-Newton. Во время одной из вспышек они нашли ту самую связь: жёсткое рентгеновское излучение следовало за скоростью роста мягкого. Коэффициент корреляции составил 0,84 — очень тесная связь. Раньше эффект Нойперта у чёрных дыр не наблюдали.
По расчётам авторов, магнитная энергия превращалась в энергию быстрых частиц совсем близко к чёрной дыре — менее чем в 30 гравитационных радиусах над основаниями магнитных петель.
Корональный выброс у чёрной дыры
Есть и второе сходство. Ранее, в 2025 году, другая команда с помощью того же XRISM увидела, как из окрестностей этой чёрной дыры вылетел поток газа со скоростью около 20% скорости света. Авторы новой работы предлагают считать такие сверхбыстрые потоки аналогом корональных выбросов массы на Солнце.
Сверхмассивные чёрные дыры могут быть в миллионы раз массивнее Солнца и больше. То, что физика их «погоды» может напоминать солнечную, — большая удача: Солнце мы изучаем вблизи, и этот опыт можно будет применять к самым экстремальным объектам Вселенной.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
