Наблюдения за черной дырой, снабжающей энергией источник рентгеновского излучения в галактике, расположенной примерно в 22 млн. световых лет от Земли, могут изменить представление астрономов о том, как некоторые чёрные дыры потребляют материю.
Полученные результаты указывают на то, что именно эта особенная черная дыра, является «движущей силой» высокоэнергетической светоотдачи источника рентгеновского излучения, к тому же по массе она является нетипично лёгкой, и несмотря на щедрое количество газа и пыли, поступающего от её массивного звездного «компаньона», она «заглатывает» этот материал на удивление весьма аккуратным способом.
По словам члена исследовательской компании Stephen Justham из National Astronomical Observatories of China (Chinese Academy of Sciences), чёрной дыре присущи «изысканные вкусы и манерыи».
Рентгеновские источники испускают высоко- и низкоэнергетические рентгеновские лучи, которые астрономы соответственно называют «твердыми» и «мягкими» рентгеновскими лучами. Среди учёных бытует мнение, что большие черные дыры как правило производят больше «мягких» рентгеновских лучей, при том, что черные дыры меньшей массы — больше именно «твердых» рентгеновских лучей. Анализируемый источник рентгеновского излучения, названый M101 ULX-1, характеризуется доминированием «мягких» рентгеновских лучей, таким образом исследователи ожидали, обнаружить довольно крупную черную дыру в качестве источника энергии.
Однако данные наблюдений, проводившихся в Gemini Observatory, результаты которых были опубликованы 28 ноября в журнале Nature, указывают на то, что черная дыра M101 ULX-1 имеет весьма «скромные» размеры. Авторы исследований попытались найти разумное объяснение этому противоречивому факту.
Согласно теоретическим моделям, материя поступает к черным дырам, после чего происходит излучение энергии. «Мягкие» рентгеновские лучи в основном исходят из аккреционного диска, в то время как «твердые» рентгеновские лучи, преимущественно генерируются высокоэнергетической «короной», окружающей диск. Модели указывают на то, что сила эмиссии короны должна увеличиваться, пропорционально увеличению потребляемой материи. Исследователи полагают, что взаимодействия между диском и короной черной дыры, в действительности являются более сложными.
Поскольку масса M101-ULX-1 равняется всего 20-30 массам Солнца, окружающая её область, теоретически должна испускать «твердые» рентгеновские лучи и быть более сложной по структуре. К тому же яркость черной дыры не соотносится с её массой, в результате чего M101-ULX-1 не подпадает не под одну из моделей с ультраяркими рентгеновскими лучами «твердого» спектра.
Учёные проводившие исследования полагают, что аномально высокая яркость черной дыры связана с тем, что она поглощает раскалённый звёздный ветер от близлежащей звезды, в составе которой концентрация гелий в несколько раз превышает концентрацию водорода. Предполагается, что гелий образует вокруг черной дыры «кольцо», где в последующем происходит ионизация молекул, что и становится причиной возникновения внезапных вспышек атипичного мощного рентгеновского излучения. Если взять во внимание этого объяснение, то оно опровергает гипотезу о том, что некоторые черные дыры, характеризующиеся средними размерами, могут быть «зародышами» сверхмассивных черных дыр.
