Первые доказательства существования черных дыр были обнаружены в 1960-х годах, когда были зафиксированы мощные рентгеновские лучи от системы под названием Cygnus X-1. В этой системе вокруг черной дыры движется массивная звезда, испускающая чрезвычайно сильный "ветер", более чем в 10 миллионов раз сильнее, чем излучение Солнца. Часть газа в этом ветре гравитационно притягивается к черной дыре, создавая "аккреционный диск", который излучает сильные рентгеновские лучи, которые мы наблюдаем. Эти системы с черной дырой и массивной звездой называются "рентгеновскими двойными с большой массой". Их обнаружение оказало неоценимую помощь в понимании природы черных дыр.
Спустя почти 60 лет с момента первого открытия было обнаружено лишь несколько подобных массивных рентгеновских двойных систем. Ожидалось, что их будет гораздо больше, особенно с учетом того, что многие двойные черные дыры (будущие состояния массивных рентгеновских двойных систем) были обнаружены с помощью гравитационных волн за последние несколько лет. В нашей Галактике также обнаружено множество двойных систем, которые, как ожидается, в конечном итоге станут массивными рентгеновскими двойными системами. Итак, мы видим множество как предшественников, так и потомков, но где же прячутся сами массивные рентгеновские двойные системы?
Одно из объяснений гласит, что даже если черная дыра вращается вокруг массивной звезды, испускающей мощный поток частиц, она не всегда излучает рентгеновские лучи. Чтобы испускать рентгеновские лучи, черная дыра должна создать аккреционный диск, в котором газ кружится и становится горячим, прежде чем упасть внутрь. Чтобы создать аккреционный диск, падающему газу нужен "угловой момент", чтобы все частицы газа могли вращаться вокруг черной дыры в одном направлении. Однако мы находим, что обычно трудно получить достаточный угловой момент, падающий на черную дыру в массивных рентгеновских двойных системах. Это связано с тем, что обычно считается, что ветер дует симметрично, поэтому почти одинаковое количество газа проходит мимо черной дыры как по часовой, так и против часовой стрелки. В результате газ может попасть в черную дыру напрямую, не создавая аккреционного диска,
Но если это правда, то почему мы вообще видим рентгеновские двойные системы? В недавнем исследовании ученые обнаружили, что ветер не дует симметрично, когда черная дыра находится достаточно близко к звезде. Ветер дует с меньшей скоростью в направлении черной дыры и от нее из-за приливных сил. Из-за этого нарушения симметрии ветра газ теперь может иметь большой угловой момент, достаточный для образования аккреционного диска вокруг черной дыры и сияния в рентгеновских лучах. Необходимые условия для этой асимметрии довольно строгие, поэтому только небольшая часть двойных систем состоящих из черной дыры и массивной звезды может быть обнаружена.
Такое моделирование объясняет, почему обнаружено лишь небольшое количество массивных рентгеновских двойных систем, но это только первый шаг в понимании асимметричных звездных ветров. Дальнейшее изучение подобных теоретических моделей может улучшить наше понимание эволюции как черных дыр, так и подобных систем.
