Этот снимок демонстрирует живописный набор колец вокруг одной черной дыры, запечатленной с использованием рентгеновской обсерватории Chandra («Чандра») НАСА и обсерватории Neil Gehrels Swift. Рентгеновские снимки этих гигантских колец дают информацию о пыли, лежащей в нашей Галактике.

Эта черная дыра входит в состав двойной системы под названием V404 Лебедя, расположенной на расстоянии примерно 7800 световых лет от Земли. Эта черная дыра активно перетягивает материал со звезды-компаньона – масса которой составляет примерно половину массы Солнца – в результате чего формируется диск вокруг этого невидимого объекта. Этот материал светится в рентгеновском диапазоне, поэтому астрономы называют такие системы «рентгеновскими двойными».

5 июня 2015 г. спутник Swift наблюдал вспышку рентгеновского излучения со стороны системы V404 Лебедя. Эта вспышка сформировала кольца высокоэнергетического излучения, известные как световые эхо. Эти световые эхо обазовались в результате отражения рентгеновских лучей вспышки от облаков пыли, находящихся между системой V404 Лебедя и Землей. Космическая пыль не похожа на домашнюю пыль, а скорее, напоминает дым и состоит из крохотных, твердых частиц.

На этом комбинированном снимке рентгеновские лучи, запечатленные при помощи «Чандры» (светло-голубой цвет), были объединены с данными наблюдений в оптическом диапазоне, собранными при помощи телескопа Pan-STARRS, расположенного на Гавайях, которые показывают звезды, находящиеся в поле обзора камеры. Этот снимок включает восемь отдельных концентрических колец. Каждое кольцо было сформировано рентгеновскими лучами, испускаемыми в результате отражения вспышек, наблюдавшихся в системе V404 Лебедя в 2015 г., от различных облаков пыли. (В представлении художника изображено, как были сформированы эти кольца, наблюдаемые при помощи спутников Chandra и Swift. Для упрощения изображения на иллюстрации показаны лишь четыре кольца вместо восьми.

Команда исследователей под руководством Себастьяна Хайнца (Sebastian Heinz) из Висконскинского университета в Мадисоне, США, проанализировала 50 наблюдений этой системы, проведенных в 2015 г. при помощи спутника Swift, а также наблюдения, выполненные в 2015 г. при помощи обсерватории Chandra.

Кольца рассказывают астрономам не только о поведении черной дыры, но также об облаках пыли между системой V404 Лебедя и Землей. Например, диаметр колец, наблюдаемых в рентгеновском диапазоне, позволяет определить расстояния, на которых расположены облака пыли, от которых был отражен этот свет. Если облако ближе к Земле, то оно кажется крупнее – и наоборот.

Кроме того, команда использовала кольца для изучения свойств самих облаков пыли. Астрономы определили, что эта пыль, вероятнее всего, содержит смеси из зерен графита и силиката.