Как отличить черные дыры от нейтронных звезд

Как уже отмечалось, аккрецирующая черная дыра не должна проявлять себя как рентгеновский пульсар. У нее может наблюдаться лишь иррегулярная переменность рентгеновского излучения с характерными временами.

И действительно, в рентгеновской двойной системе Лебедь Х-1, содержащей черную дыру с массой около десяти солнечных, в состоянии, когда рентгеновская светимость понижена, а рентгеновский спектр жесткий и степенной, наблюдается быстрая иррегулярная переменность рентгеновского потока на временах порядка миллисекунды. Наблюдения, выполненные с бортов современных рентгеновских обсерваторий, таких, как ГИНГА, МИР-КВАНТ, ГРАНАТ, АСКА, показали, что рентгеновские спектры аккрецирующих черных дыр систематически более жесткие, чем спектры аккрецирующих нейтронных звезд, и простираются до энергий в несколько мегаэлектрон-вольт.

Как уже отмечалось, аккрецирующая нейтронная звезда может проявлять себя как рентгеновский пульсар. Однако, если нейтронная звезда обладает слабым магнитным полем (напряженностью менее 10¹⁰ Гс) или если ее ось вращения неудачно ориентирована относительно земного наблюдателя, при аккреции на такую нейтронную звезду могут не наблюдаться регулярные пульсации рентгеновского излучения. Поэтому отсутствие строго периодических пульсаций рентгеновского излучения - это лишь необходимый, но не достаточный признак черной дыры. В то же время при слабом магнитном поле нейтронной звезды и несильном темпе аккреции вещества на ее поверхности могут происходить термоядерные взрывы накопленного вещества, приводящие к явлению рентгеновского бластера I типа - коротким (длительностью порядка 1-10 с) и мощным вспышкам интенсивности рентгеновского излучения, что также является характерным признаком аккрецирующей нейтронной звезды, обладающей твердой поверхностью. Поскольку черная дыра не обладает твердой поверхностью, аккреция вещества на нее не должна приводить к феномену рентгеновского бластера I типа. Разумеется, отсутствие этого феномена также является лишь необходимым критерием наличия черной дыры. Таким образом, мы можем сформулировать важнейшие признаки аккрецирующей черной дыры: это мощное рентгеновское излучение, большая масса (более трех солнечных), отсутствие феноменов рентгеновского пульсара или рентгеновского бластера I типа. При этом вопрос о надежном определении массы релятивистского объекта в рентгеновской двойной системе является решающим при идентификации его с черной дырой.

НАЗАД