Чорні діри в подвійних системах – справжній ключ до розуміння природи джетів, струменів речовини, яка відкидається чорною дірою. Але система V404 Лебедя зуміла здивувати вчених.
Система V404 Лебедя потрапила до рідкісних змінних рентгенівських подвійних. У таких системах висока світність в рентгенівському діапазоні пояснюється розігрівом аккреційного диска, який формується з речовини звичайної зірки, що перетікає на чорну діру. Частина падаючої речовини у вигляді вузьких струменів відкидається від полюсів обертання чорної діри зі швидкістю, порівнянної зі швидкістю світла. Зазвичай напрямок джетів з часом майже не змінюється.
У 2015 році ця чорна діра в V404 Лебедя різко збільшила свою світність, що вдалося сфотографувати космічній рентгенівській обсерваторії «Свіфт». Кола рентгенівського світлового відлуння з’явилися в результаті збільшення потоку речовини, що падає на чорну діру. Кутовий розмір світлового відлуння на небі був всього в три рази менше диска Місяця.
Джети в цій системі теж незвичайні: їх напрямок змінюється за хвилини. Швидка змінність вивчена в роботі, виконаній під керівництвом Джеймса Міллера-Джонса (James Miller-Jones) з Міжнародного центру радіоастрономічних досліджень описується випадок виключно швидкої змінності напрямку джета в системі V404 Лебедя, розташованої на відстані 2.4 кілопарсека від нас.
Радіоінтерферометричні спостереження, проведені за методикою, завдяки якій вдалося отримати перше в історії зображення тіні чорної діри, дозволили побудувати модель змінності джетів. У першому циклі спостережень, при експозиціях тривалістю 4 години, вдалося отримати тільки розмиту картинку. Другий цикл спостережень, в якому тривалість окремих експозицій вдалося зменшити до 70 секунд, дозволив дослідити динаміку джетів в деталях і змоделювати відповідну анімацію.
Швидка змінність напрямку джетів в системі V404 Лебедя пов’язана з дією релятивістського ефекту захоплення систем відліку і значущим кутом між осями обертання самої чорної діри і диска падаючої речовини. Надпотужне гравітаційне поле, що обертається навколо чорної діри здатне захоплювати сам простір-час своїм обертанням, через що всі об’єкти навколо також змушені рухатися по колу в ту ж сторону. Якщо вісь обертання чорної діри нахилена до осі обертання тонкого і плоского акреційного диска, в його центрі формується нахилений товстий тор, він же “бублик” або “пончик”. Цей “пончик” досить малий: всього кілька тисяч кілометрів всередині 10 мільйонів кілометрів всього диска. Джети формуються в безпосередній близькості від чорної діри, і нахилений «пончик» перенаправляє їх в різні боки.
Весь процес в анімації:
V404 Cygni Black Hole Animation from ICRAR on Vimeo.
