Звезда-невидимка оказалась ускорителем частиц ✎ экспресс

Оригинал: "The long-term accretion luminosity of V4641 Sgr through binary evolution simulations: implications for its ultrahigh-energy gamma-ray emission"
· Ruo-Yu Liu, Yong Shao, Yu-Dong Nie
arXiv:2603.16714 · 2026-03-17 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Система с чёрной дырой выдаёт гамма-лучи рекордной энергии, хотя выглядит тусклой.

📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Чёрная дыра в системе V4641 Стрельца ведёт себя как пылесос, который работает в полную силу, но соседи видят лишь слабый огонёк индикатора. Телескопы LHAASO и HAWC поймали от неё гамма-лучи с энергией до 0,8 ПэВ — это в миллионы раз больше, чем у рентгеновских лучей в больнице. Чтобы разогнать частицы до таких энергий, нужна мощность, в сотни раз превышающая ту, что система показывает в рентгене за последние десятилетия. Возник «энергетический кризис»: откуда берётся сила?

Астрофизики промоделировали эволюцию этой двойной системы на компьютере, перебрав тысячи вариантов начальных условий. Оказалось, что все сценарии, которые приводят к нынешним параметрам V4641 Стрельца, включают долгую фазу медленного перетекания вещества со звезды на чёрную дыру. В среднем за это время система должна светить в рентгене с мощностью около $10^{38}$ эрг/с — это как если бы сто миллиардов солнц светили только в рентгене. Но мы видим лишь малую часть: плотная оболочка из газа и пыли, выброшенная при прошлых вспышках, прячет большую часть излучения, как штора прячет яркую лампу.

Значит, никакого кризиса нет: чёрная дыра получает достаточно топлива, чтобы работать ускорителем частиц. Энергии хватает и для модели, где гамма-лучи рождают быстрые электроны, и почти хватает для модели с протонами. V4641 Стрельца — редкий пример галактического ускорителя, который разгоняет частицы до энергий, сравнимых с теми, что приходят из далёкого космоса.

Чёрная дыра в этой системе весит около 6 масс Солнца, а звезда-компаньон — всего 3 массы Солнца. Они обращаются друг вокруг друга за 2,8 дня.
Гамма-квант с энергией 0,8 ПэВ несёт столько же энергии, сколько летящий комар. Только у комара она распределена по всему телу, а здесь собрана в одной частице.

Гамма-квант с энергией 0,8 ПэВ — это в триллион раз энергичнее видимого света. Один такой квант мог бы подбросить песчинку на высоту нескольких сантиметров.

В романе Станислава Лема «Непобедимый» герои сталкиваются с роем микроскопических машин, которые эволюционировали на пустынной планете. V4641 Стрельца напоминает такой рой: скрытая мощь, которая вырывается наружу лишь узким пучком гамма-лучей.

Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Понятия
сверхвысокоэнергичный гамма-квант сверхсветящийся рентгеновский источник широкие эмиссионные линии послесвечение железная линия центральный двигатель рентгеновское излучение