Чёрная дыра в двойной системе 4U 1755-338 молчала 25 лет, а в 2020 году внезапно вспыхнула. Астрономы навели на неё два рентгеновских телескопа одновременно — NICER на станции и NuSTAR на орбите — и стали следить за каждым изменением свечения.
По спектру удалось измерить, сколько межзвёздного газа лежит между нами и системой: слой водорода оказался тонким, как прозрачная плёнка. Сама вспышка началась с малого: вещество падало на чёрную дыру медленно, поэтому яркость была невысокой. Внутренний край раскалённого диска всё время держался на одном расстоянии, как будто чёрная дыра не подпускала его ближе.
Обычно у таких вспышек на графике «жёсткость–яркость» получается фигура, похожая на букву q. Здесь этого не было: жёсткость и яркость менялись вместе, как будто кто-то плавно поворачивал ручку громкости и тембра одновременно. Это подсказало, что свет исходит от самого диска, а не от короны над ним.
Учёные примерили две разные модели, чтобы вычислить параметры системы. Обе сошлись на том, что мы видим диск почти с ребра — под углом около 67–75 градусов. Чёрная дыра весит примерно 3.4 массы Солнца и вращается умеренно быстро: её спин равен 0.78 по одной модели и 0.50 по другой. Разница не пугает: обе цифры говорят, что дыра не стоит на месте, но и не раскручена до предела.
В спектре не нашли следов отражения рентгеновских лучей от диска. Обычно такие «эхо» видны, когда корона над диском ярко светит, а диск отражает её свет. Здесь их нет — значит, корона была слабой или спряталась за диском. Всё вместе — высокая температура, плавный рост яркости, отсутствие отражений и слабая переменность — говорит, что вспышка так и не вышла из мягкого состояния: диск оставался главным источником света.
Чёрная дыра проснулась, но не стала буйной. Она тихо разогрела свой диск и светила ровно, без резких скачков. Такие спокойные вспышки — редкость, и они помогают понять, как ведёт себя вещество у самого края чёрной дыры.
Чёрная дыра в системе 4U 1755-338 весит всего около 3.4 масс Солнца — это одна из самых лёгких известных чёрных дыр.