Praėjusiais metais astronomai aptiko ramioje juodąją skylę tolimoje galaktikoje, kuri išsiveržė susmulkinus ir sunaudojant praeinančią žvaigždę. Dabar tyrėjai nustatė savitą rentgeno signalą, stebėtą per dienas po protrūkio, kuris kyla iš materijos, esančios ties kritimo riba į juodąją skylę.
Šis signalinis signalas, vadinamas kvazperiodiniu svyravimu arba QPO, yra būdingas akcento diskų, kurie dažnai supa kompaktiškiausius Visatos objektus, bruožai - baltosios nykštukinės žvaigždės, neutronų žvaigždės ir juodosios skylės. QPO buvo pastebėta daugelyje žvaigždžių masės juodųjų skylių, ir yra gąsdinančių įrodymų, kad jose yra keletas juodųjų skylių, kurių vidutinio svorio masė gali būti nuo 100 iki 100 000 kartų didesnė už saulės spindulius.
Iki naujo radimo QPO buvo aptikti tik vienoje supermasyvioje juodojoje skylėje - tokioje, kurioje yra milijonai saulės masių ir esančioje galaktikų centruose. Šis objektas yra Seyferto tipo galaktika REJ 1034 + 396, kuri 576 milijonų šviesmečių atstumu yra gana arti.
Šis atradimas išplečia mūsų vidinę juodosios skylės kraštą, esantį milijardų šviesmečių atstumu, o tai tikrai nuostabu. Tai suteikia mums galimybę ištirti juodųjų skylių prigimtį ir išbandyti Einšteino reliatyvumą tuo metu, kai visata buvo labai kitokia, nei ji yra šiandien “, - teigė Rubensas Reisas, Einšteino podoktorantūros bendradarbis Mičigano universitete Ann Arbore. Reisas vedė komandą, kuri atidarė QPO signalą, naudodamasi aplink orbitą skriejančių Suzaku ir XMM-Newton rentgeno teleskopų duomenimis, atradimas aprašytas šiandien „Science Express“ paskelbtame dokumente.
Rentgeno spindulių šaltinis, žinomas kaip „Swift J1644 + 57“, po jo astronominių koordinačių „Draco“ žvaigždyne, 2011 m. Kovo 28 d. Buvo atrastas NASA palydovo „Swift“. Iš pradžių buvo manoma, kad tai yra labiau paplitęs protrūkio tipas, vadinamas gama spinduliuotės sprogimu, tačiau laipsniškas jo išnykimas neatitiko nieko anksčiau matyto. Astronomai netruko susimąstyti, kad tai, ką jie matė, buvo tikrai neeilinio įvykio padarinys - tolimos galaktikos ramybės būsenos juodosios skylės pabudimas, kai ji susmulkėjo ir apglėbė artėjančią žvaigždę. Galaktika yra taip toli, kad šviesa iš įvykio turėjo nukeliauti 3,9 milijardo metų, kol pasiekė Žemę.
Vaizdo įrašo informacija: 2011 m. Kovo 28 d. NASA „Swift“ aptiko intensyvius rentgeno spindulių pliūpsnius, kuriuos, kaip manoma, galėjo sukelti juodoji skylė, praryjanti žvaigždę. Viename modelyje, parodytame čia, į saulę panaši žvaigždė ekscentrinėje orbitoje nusileidžia per arti savo galaktikos centrinės juodosios skylės. Maždaug pusė žvaigždės masės tiekia juodinimo skylę aplink juodąją skylę, kuri savo ruožtu maitina dalelių srovę, sklindančią link Žemės. Kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / Koncepcinių vaizdų laboratorija
Žvaigždė patyrė didelius potvynius, kai pasiekė artimiausią juodosios skylės tašką ir buvo greitai išpjaustyta. Dalis jo dujų nukrito link juodosios skylės ir suformavo diską aplink ją. Vidinė šio disko dalis buvo greitai įkaitinta iki milijonų laipsnių temperatūros, pakankamai karšta, kad galėtų skleisti rentgeno spindulius. Tuo pačiu metu per procesus, kurie vis dar nėra visiškai suprantami, priešingos krypties purkštukai statmeni diskui, suformuotam šalia juodosios skylės. Šie purkštukai išpūtė materiją greičiu, didesniu kaip 90 procentų šviesos greičio išilgai juodosios skylės sukimosi ašies. Vienas iš šių purkštukų tiesiog atsitiko tiesiai į Žemę.
Devynios dienos po protrūkio Reisas, Strohmayeris ir jų kolegos stebėjo „Swift J1644 + 57“, naudodamiesi Suzaku - rentgeno palydovu, kurį valdo Japonijos aerokosmoso tyrimų agentūra, dalyvaujant NASA. Maždaug po dešimties dienų jie pradėjo ilgesnę stebėjimo kampaniją, naudodamiesi Europos kosmoso agentūros XMM-Newtono observatorija.
„Kadangi purkštuko medžiaga judėjo taip greitai ir buvo nukreipta į kampą beveik į mūsų regėjimo liniją, reliatyvumo poveikis padidino jo rentgeno signalą, kad galėtume sugauti QPO, kurį kitaip būtų sunku aptikti tokiu dideliu atstumu. “, - sakė astrofizikas ir tyrimo bendraautorius Todas Strohmayeris NASA Goddardo kosminių skrydžių centre Greenbelt mieste, Md.
Kai karštos dujos vidiniame disko spiralėje siekia juodąją skylę, jos pasiekia tašką, kurį astronomai vadina vidine stabiliausia žiedine orbita (ISCO). Bet kas arčiau juodosios skylės ir dujos greitai patenka į įvykio horizontą, negrįžimo tašką. Į vidų nukreiptos spiralinės dujos paprastai kaupiasi aplink ISCO, kur jos labai įkaista ir spinduliuoja rentgeno spindulius. Šių rentgeno spindulių ryškumas kinta pagal modelį, kuris kartojasi beveik reguliariai, sukuriant QPO signalą.
Duomenys rodo, kad „Swift J1644 + 57“ QPO važiavo kas 3,5 min., Todėl jo šaltinis yra nuo 2,2 iki 5,8 mln. Mylių (nuo 4 iki 9,3 mln. Km) nuo juodosios skylės centro, tikslus atstumas priklauso nuo to, kaip greitai juodoji skylė susidaro. sukasi. Žvelgiant į tai perspektyvoje, didžiausias atstumas yra tik maždaug 6 kartus didesnis už mūsų saulės skersmenį. Atstumas nuo QPO regiono iki įvykio horizonto taip pat priklauso nuo sukimosi greičio, tačiau, jei tai leidžia juodosios skylės sukimasis pagal maksimalaus greičio teoriją, horizontas yra tiesiog ISCO viduje.
„QPO mums siunčia informaciją iš pačios juodosios skylės krašto, kur reliatyvumo poveikis tampa kraštutiniausias“, - teigė Reisas. „Galimybė įgyti supratimą apie šiuos procesus per tokį didelį atstumą yra tikrai gražus rezultatas ir tikrai žada“.
Švino atvaizdas: Ši iliustracija pabrėžia pagrindinius „Swift J1644 + 57“ bruožus ir apibendrina, ką astronomai atrado apie tai. Kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras
