Объект MAXI J1820 + 070, вспыхнул как новый источник рентгеновского излучения в марте 2018 года и был обнаружен японским телескопом на борту Международной космической станции. Эти переходные процессы, системы, которые демонстрируют сильные вспышки, представляют собой двойные звезды, состоящие из звезды с малой массой, похожей на наше Солнце, и гораздо более компактного объекта, который может быть белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой. В этом случае MAXI J1820 + 070 — это черная дыра, которая как минимум в 8 раз тяжелее нашего Солнца.
Первые результаты подробного исследования черной дыры были опубликованы в международном журнале с Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Открытие, представленное в статье, было сделано на основе обширной и подробной кривой блеска, записываемой в течение почти года преданными любителями со всего мира, которые входят в AAVSO (Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд). MAXI J1820 + 070 — один из трех самых ярких рентгеновских транзиентов, когда-либо наблюдавшихся, что является следствием его близости к Земле и нахождения за пределами затемняющей плоскости нашей Галактики Млечный Путь. Поскольку он оставался ярким в течение многих месяцев, за ним смогло наблюдать множество астрономв-любителей.
Исследовательская группа создала визуализацию системы, показывающую, как огромное рентгеновское излучение исходит очень близко от черной дыры, а затем облучает окружающее вещество, особенно аккреционный диск, нагревая его до температуры около 10 000 градусов, из-за чего тот излучает видимый свет. Вот почему по мере уменьшения рентгеновской вспышки уменьшается и оптический свет.
Но что-то неожиданное произошло почти через 3 месяца после начала вспышки, когда оптическая кривая блеска начала огромную модуляцию — что-то вроде поворота диммера вверх и вниз и почти удвоение яркости на пике — в течение примерно 17 часов. Тем не менее, не было никаких изменений в рентгеновском выходе, который оставался стабильным. В то время как небольшие квазипериодические видимые модуляции наблюдались в прошлом во время других кратковременных рентгеновских вспышек, ничего подобного раньше не наблюдалось.
Что было причиной такого необычного поведения? Учитывая угол, с которого можно наблюдать MAXI J1820 + 070, ученые быстро исключили обычное объяснение о том, что рентгеновские лучи освещали внутреннюю поверхность звезды-донора, потому что просветление происходило в неподходящее время. Это также не могло быть связано с изменением света от того места, где поток массопередачи попадает на диск, поскольку модуляция постепенно перемещалась относительно орбиты.
В итоге осталось только одно возможное объяснение: огромный поток рентгеновских лучей облучал диск и заставлял его деформироваться. Деформация обеспечивает огромное увеличение площади диска, которая может быть освещена, тем самым значительно увеличивая визуальный световой поток при просмотре в нужное время. Такое поведение наблюдалось в рентгеновских двойных системах с более массивными донорами, но никогда не наблюдалось в транзиенте черной дыры с донором с низкой массой, подобным этому. Это открывает совершенно новые возможности для изучения структуры и свойств искривленных аккреционных дисков.
Этот объект обладает замечательными свойствами среди уже интересной группы объектов, которые могут многое рассказать о конечных точках звездной эволюции и образовании компактных объектов. Мы уже знаем о паре десятков двойных систем черных дыр в нашей Галактике, каждая из которых имеет массу от 5 до 15 масс Солнца. Все они растут за счет наращивания материи, которое мы так впечатляюще наблюдаем здесь.
Приблизительно 5 лет назад в рамках крупной научной программы на Большом телескопе Южной Африки (SALT) по изучению переходных объектов был проведен ряд важных наблюдений компактных двойных систем, включая системы черных дыр, такие как MAXI J1820 + 070. Как утверждает главный исследователь этой программы, SALT — идеальный инструмент для изучения изменяющегося поведения этих двойных рентгеновских лучей во время их вспышек, который он может регулярно отслеживать в течение периодов от нескольких недель до месяцев и может координироваться с наблюдения с других телескопов, в том числе космических.
