Группа американских ученых из Массачусетского технологического института (MIT), занимающаяся изучением “эха” от черных дыр, активизирующихся при поглощении газа и пыли из окружающего пространства и вещества звезд-компаньонов, превратила всплески и вариации излучения в слышимые звуки, которые может различать человеческое ухо. Статья об этом опубликована в Astrophysical Journal, этой же теме посвящен пресс-релиз на сайте MIT.
В процессе поглощения материи черной дырой вокруг нее образуется быстро вращающийся аккреционный диск, где в процессе взаимного трения частицы разогреваются до такой степени, что начинают испускать рентгеновское излучение, которое высвечивает окрестности черной дыры, отражаясь от облаков газа, — это явление называют “эхом” черной дыры. Хотя формально это не звуковое эхо, а отражение рентгеновского излучения, его можно перевести в звуковой диапазон с помощью специально разработанной учеными-музыкантами “Машины реверберации”, которая поднимает тон звучания как минимум в 144 квадриллиона раз.
В качестве “музыкального материала” были взяты данные, собранные с помощью рентгеновского телескопа NASA «Исследователь внутреннего строения нейтронной звезды», установленного на борту МКС. Всего обработке “музыкальным” алгоритмом подверглись 26 рентгеновских двойных систем, в составе которых имеются черные дыры, поглощающие материю. Десять из них находятся достаточно близко, чтобы можно было наблюдать характерное “эхо”, причем о наличии подобного «эха» у восьми из них ученые узнали впервые.
В результате анализа «эха» астрономы обнаружили, что черные дыры изначально проходят через “жесткую” фазу, в результате которой формируются корона и две высокоэнергичные струи из заряженных частиц высокой энергии, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. Это состояние длится несколько недель. Корона — область высокоэнергичных электронов между внутренним краем аккреционного диска и горизонтом событий. После последней мощной вспышки корона и струя начинают рассеиваться и гаснуть, а черная дыра переходит в “мягкое” низкоэнергетическое состояние. Во время этого переходного состояния от “жесткого” к “мягкому” во всех десяти отобранных системах обнаружились дополнительные временные задержки, означающие, что расстояние между короной и диском при этом также увеличивалось.