Необычно красивое и эффектное природное явление зафиксировали астрономы агентства NASA в ходе наблюдения за черной дырой, являющейся частью двойной системы V404 Cygni, расположенной на расстоянии 7800 световых лет от Земли. Исследование велось с помощью орбитальной обсерватории Neil Gehrels Swift и рентгеновского космического телескопа Chandra. Астрономы смогли зафиксировать гигантские кольца вокруг черной дыры и получить дополнительную информацию о космической пыли в нашей Галактике. При этом был использован стандартный метод, применяемый в медицинских рентгеновских аппаратах.
Исследуемая черная дыра активно поглощает окружающую ее материю, в том числе и вещество, «отобранное» у звезды-компаньона, масса которой составляет почти половину массы нашего Солнца. Похищенная у компаньона материя формируется в форме диска вокруг невидимой черной дыры. Этот материал «светится» в рентгеновском излучении, поэтому астрономы и называют подобные системы «рентгеновскими двойными системами».
Вспышка рентгеновского излучения вокруг V404 Cygni была зафиксирована обсерваторией Swift 5 июня 2015 года. Высокоэнергетические кольца, порожденные вспышкой, возникли из-за явления, известного как световое эхо. Рентгеновские лучи из системы черной дыры отразились от пылевых облаков между V404 Cygni и Землей. В отчете NASA отмечается, что космическая пыль не похожа на земную бытовую пыль и имеет большее сходство с дымом, сформированным из микроскопических твердых частиц.
Опубликованное NASA изображение составлено из фотографий, сделанных рентгеновским космическим телескопом Chandra (выделено синим цветом), наложенных для большего визуального эффекта на видимое оптическое изображение участка космоса, где находится двойная рентгеновская система V404 Cygni. Фотография в видимом спектре выполнена с помощью телескопа PAN-STARRS, расположенного на Гавайях. Всего вокруг черной дыры зафиксировано восемь колец, но на фото NASA для упрощения изображения были показаны только четыре концентрических кольца.
Ученые NASA в общей сложности проанализировали около 50 наблюдений, выполненных обсерваторией Neil Gehrels Swift в период с 30 июня по 25 августа 2015 года, и данные наблюдений рентгеновского телескопа Chandra, сделанных в период с 11 по 20 июля 2015 года.
Информация, полученная в ходе таких исследований, поможет астрономам получить данные о пространстве между Землей и V404 Cygni, изучить природные явления, происходящие в двойной системе «черная дыра-звезда». По диаметру колец ученые определяют расстояние до пылевых облаков. Расположенные ближе к Земле кольца имеют больший диаметр. Также по толщине колец определяется длительность вспышки рентгеновского излучения. Еще одним результатом исследования стало определение химического состава вещества космической пыли по количеству поглощенных этой материей рентгеновских лучей, что сказывается на яркости отраженного излучения. Такой метод используют наземные рентгеновские аппараты в больницах и в аэропортах. Было определено, что пыль состоит из смеси частиц графита и кремния.
