Міжнародна команда науковців здійснила прорив у вивченні одних із найзагадковіших об’єктів Всесвіту — чорних дір. Завдяки унікальному телескопу, піднятому у стратосферу на повітряній кулі, дослідники отримали найточніші на сьогодні дані про те, як матерія поводиться на межі поглинання і звідки береться неймовірна енергія цих космічних «монстрів».
Головне завдання науковців полягало в тому, щоб зрозуміти фізику процесів, які відбуваються безпосередньо біля горизонту подій чорної діри — межі, після якої навіть світло не може покинути її гравітаційні обійми. Саме там розпечена до мільйонів градусів матерія, яка поглинається чорною дірою, формує так званий акреційний диск і вивільняє колосальну кількість енергії у вигляді рентгенівського випромінювання.
«Наші спостереження будуть використані для тестування все більш реалістичних комп’ютерних моделей фізичних процесів поблизу чорної діри», — пояснює Генрік Кравчинський, головний дослідник проєкту з Вашингтонського університету.
«Магія» поляризації
Ключовим інструментом дослідження став телескоп XL-Calibur. Його унікальність полягає в тому, що він вимірює не просто яскравість світла, а його поляризацію — тобто напрямок, в якому коливаються його електромагнітні хвилі.
Уявіть собі світло як хвилю, що «біжить» по мотузці. Якщо мотузкою потрясти вгору-вниз, це одна поляризація. Якщо зліва направо — інша. Аналізуючи цю «вібрацію» рентгенівського випромінювання від чорної діри, вчені можуть зрозуміти форму розпеченого диска газу та те, як саме він обертається навколо прірви.
«Якщо ми спробуємо знайти чорну діру Cygnus X-1 на небі, ми побачимо лише дуже маленьку цятку рентгенівського світла, — каже аспірант Ефраїм Гау. — Тому поляризація є неймовірно корисною. Вона дає нам підказки про те, що відбувається навколо чорної діри, коли ми не можемо зробити звичайні знімки».
Перші результати та майбутні відкриття
Телескоп був спрямований на відому чорну діру Cygnus X-1, що розташована за 7000 світлових років від нас. Дані, зібрані під час польоту зі Швеції до Канади в липні 2024 року, вже опубліковані в науковому журналі The Astrophysical Journal і містять найточніші вимірювання поляризації.
Але це лише початок. Команда планує нову місію 2027 року, цього разу з Антарктиди, щоб вивчити ще більше чорних дір та нейтронних зір.
Це дослідження наближає нас до моменту, коли ми зможемо не тільки уявляти, а й точно знати, що відбувається в одних із найекстремальніших середовищ у космосі.
Раніше ми повідомляли про те, як «квантові гусені» можуть зв’язувати чорні діри між собою.
За матеріалами phys.org
