Космический пульс: NICER поймал «сердцебиение» чёрной дыры

‹›

Учёные давно знают, что чёрные дыры не совсем чёрные — если рядом есть звезда, её вещество (в основном водород) перетекает на дыру и закручивается, как вода в воронку. От трения оно раскаляется до миллионов градусов и испускает рентгеновские лучи. Иногда этот поток усиливается — тогда мы видим вспышку. В системе 4U 1630−47 такая вспышка произошла в 2025 году, и её наблюдал телескоп NICER, прикреплённый к Международной космической станции. Изначально его создавали для изучения нейтронных звёзд — сверхплотных остатков сверхновых, которые часто проявляют себя как пульсары (радиомаяки, открытые Джоселин Белл Бернелл).

NICER — удивительный инструмент: он делает сотни снимков в секунду, поэтому улавливает мельчайшие изменения яркости. Учёные заметили, что рентгеновский свет дрожит: то становится ярче, то тускнеет, причём эта дрожь ускоряется по мере разгорания вспышки. Такую быструю пульсацию называют квазипериодическими осцилляциями. Но ближе к пику появился и медленный ритм — один толчок раз в 14 секунд, очень слабый, всего на 5% меняющий яркость. Это словно слабое биение сердца.

Проведя анализ, исследователи поняли: когда диск становится горячее и сжимается ближе к чёрной дыре, быстрые пульсации возникают чаще. Это как если бы в кипящей кастрюле пузырьки лопались быстрее при усилении огня. А медленное сердцебиение, вероятно, тот же процесс, только более спокойный. Причина такой ритмики — рост энтропии (беспорядка) в турбулентном потоке. Эти наблюдения важны: они позволяют заглянуть в область, где время из-за чудовищной гравитации замедляется (эффект, предсказанный в решении Шварцшильда), а вещество мчится почти со скоростью света. Кроме того, такие знания пригодятся при поиске гравитационных волн, ведь их источники во многом похожи.