Астрофізики змогли з великою точністю виміряти значення індукції магнітного поля в «короні» акреційного диска навколо чорної діри в подвійній системі V404 Лебедя, яке виявилося в кілька сот разів слабшим, ніж очікувалося. Ці дані дозволять поліпшити фізичні моделі механізмів акреції в подвійних системах. Наукова стаття опублікована в журналі.
Подвійна зоряна система V404 Лебедя є мікроквазаром і знаходиться на відстані 8 тисяч світлових років від Землі в сузір'ї Лебедя. Вона складається з двох компонентів - чорної діри з масою в 12 мас Сонця і помаранчевого карлика з масою 0,5 маси Сонця, які обертаються навколо загального центру мас з періодом в 6,4 днів. Через малу відстань між об'єктами в системі речовина з нормальної зірки перетікає на чорну діру, викликаючи періодичні спалахи, видимі в рентгенівському і гамма-діапазонах. Вони спостерігалися в 1938, 1956, 1989 і 2015 роках, в останньому випадку вдалося поспостерігати збільшену активність чорної діри одночасно з декількох наземних і космічних обсерваторій в різних електромагнітних діапазонах.
При перетіканні речовини з зірки до чорної діри навколо останньої утворюється акреційний диск. Внутрішні шари речовини поступово гальмуються об зовнішні за рахунок тертя, переходять на все більш близькі до чорної діри орбіти і зрештою поглинаються чорною дірою. Крім диска при акреції речовини можуть утворюватися джети - потоки частинок, що рухаються з субсвітовими швидкостями, розташовані перпендикулярно площині диска. Однак досі механізми аккреції та утворення релятивістських струменів залишаються до кінця невивченими. Раніше астрономи вже змогли визначити місце розташування оптичного початку релятивістського джета, що викидається з акреційного диска в системі V404 Лебедя.
Існують кілька моделей механізмів аккреції та будові акреційного диска навколо компактних об'єктів. За однією з них над відносно «холодним» (з температурою близько 106 Кельвін) диском знаходиться оптично тонка, «гаряча» (з температурою понад 108 Кельвін) область, звана «короною» (accretion disk coronae, ADC), яка відповідальна за нетеплове випромінювання. Вважається, що «корона» відіграє велику роль в освіті та підживленні енергією джетів, змінюючи конфігурацію силових ліній магнітного поля, а моделювання показує, що підстава релятивістського викиду може знаходитися саме в ній.
Аналіз даних спостережень за серією спалахів, що сталася в системі V404 Лебедя в червні 2015 року, дозволив з великою точністю визначити значення індукції магнітного поля в області «корони». Спостереження велися за допомогою космічного рентгенівського телескопа NuSTAR, радіоінтерферометра AMI (Arcminute Microkelvin Imager), камери ULTRACAM оптичного 4,2-метрового телескопа WHT (William Herschel Telescope) та інфрачервоного приймача CIRКАНCE на 10,4. Під час спостережної кампанії було зареєстровано незвичайний різкий спад випромінювання в широкому діапазоні хвиль - від інфрачервоного до рентгенівського, що дозволив розрахувати значення магнітного поля, який пояснюється «охолодженням» «корональної» області за рахунок синхротронного випромінювання.
Вимірене усереднене значення індукції магнітного поля в «короні» склало 461 ^ 12 Гаусс, що набагато менше, порівняно з іншими подвійними системами, що містять чорні діри: від 105 до 107 Ґаусс для джерела Лебідь X-1 або млрд 5 104 Гаусс для системи XTE J1550-564. Більш низьке значення магнітного поля змушує переглянути використовувані моделі аккреції, наприклад збільшити розмір випромінюючої області, зменшити щільність частинок в «короні» або переглянути розподіл частинок по енергіях. Загальна енергія, запасена в області «корони», порівнянна з енергією, випромінюваною всією системою за одну секунду (ауд 1037 ерг), що узгоджується з спостережуваними швидкими змінами яскравості V404 Лебедя в 2015 році.
Раніше ми розповідали про те, яким чином надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху вказала на релятивістські ефекти у зірок і як проект «Радіоастрон» отримав рекордно чітке зображення релятивістського джету блазара. Про відкриття чорних дір на «кінчику пера» читайте в нашому спеціальному матеріалі.