Астрофизики и Центра космических полётов имени Годдарда, Николай Шапошников и Лев Титарчук, провели успешные испытания нового метода определения массы чёрных дыр, сообщает официальный сайт NASA. Они показали, что чёрная дыра, расположенная в двойной звёздной системе X-1 в созвездии Лебедя, обладает массой равной 8,5 массы Солнца. Погрешность в этом случае составила всего 0,8 массы Солнца.

X1 Лебедя в представлении художника

Источник излучения, располагающийся в указанной системе, был обнаружен ещё в 1970-е годы; тогда же его назвали первым кандидатом в чёрные дыры. Собственно, звёздная система состоит из голубого гиганта и массивного, но при этом невидимого компаньона. Оптические наблюдения за колебаниями звезды позволили определить, что масса этого объекта составляет около 10 солнечных масс. По словам Шапошникова, именно этот факт подтверждает верность предложенного сейчас метода.

Титарчук отмечает, что метод также позволяет измерить массу чёрной дыры в той ситуации, когда все другие способы оказываются не действенными. Так, исследователи Тод Штромаер и Ричард Мушоцки, работая независимо друг от друга, использовали метод Титарчука, для подтверждения факта существования в близлежащей галактике NGC 5408 чёрной дыры, масса которой равна массе 2000 Солнц.

Прежде всего, способ Титарчука опирается на факт существования вокруг чёрной дыры диска материи, газ из которого периодически всасывается чёрной дырой. Когда она активно поглощает материю, вокруг неё на определённом расстоянии образуется горячий регион, так называемый "затор вещества". Учёный доказал, что это расстояние напрямую связано с массой чёрной дыры. Чем более массивным является подобный объект, тем дальше от него находится диск и тем дольше его период обращения.

В модели исследователя скопления газа в этом регионе связаны с определёнными колебаниями в интенсивности рентгеновского излучения, которые случаются почти периодически. Квази-периодические колебания (QPO) наблюдаются во многих системах с чёрными дырами. Результаты исследований, полученные со спутника NASA Rossi X-Ray Timing Explorer, показали чёткое соотношение между частотой колебаний и спектром, что позволяет учёным получить информацию о том, в каких объёмах чёрная дыра испускает рентгеновские лучи.

Используя информацию, полученную со спутника, Шапошников и Титарчук применили этот метод к трём чёрным дырам звёздной массы, находящимся в Млечном Пути. Исследования показали, что производная масса, полученная путём измерения QPO, соотносится с результатами измерений, полученных при помощи других способов.