Melnie caurumi, tās apburošās īpatnības, kas atrodas zināmo un nezināmo ainavā, mūs arvien pārsteidz ar savu uzvedību. Tā kā tādas organizācijas kā notikumu horizontālais teleskops ir skaidri norādījušas, ir daudz ko mēs nezinām par caurumiem, un vēl ļaunāk - mēs pat nezinām, cik daudz mēs nezinām.
Tagad zinātnieki ir novērojuši jaunu parādību, kas palielina melnā cauruma noslēpumu: strauji vērpjošs melnais caurums, kas izvada masīvas plazmas plankumus.
Attiecīgais melnais caurums ir daļa no binārā pāra ar nosaukumu V404 Cygni. Melnais caurums apēd savu pavadošo zvaigzni, iesūc savu masu akrācijas diskā un pēc tam ar divām strūklām izstumj materiālu. Melnajam caurumam tas nav nekas neparasts, lai gan ne visiem no tiem ir sprauslas. Bet tas, kas ir neparasts, ir laiks, kad materiāls tiek izmests ar strūklu. Materiāls, nevis vienmērīga plūsma, iznāk lāseņos.
V404 Cygni atrodas aptuveni 8000 gaismas gadu attālumā no Zemes. Pirmoreiz tas tika pamanīts 1989. gadā, kad tas izraidīja milzīgu enerģijas un enerģijas izstarojuma uzliesmojumu. Tad tas nedarbojās 26 gadus.
Tad 2015. gadā tas atkal uzliesmoja, un Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) satelīts to varēja izpētīt augstas enerģijas gamma staros. Tas kļuva par spilgtāko objektu debesīs gamma staros. Tajā laikā INTEGRAL projekta zinātnieks Ēriks Kuulkers sacīja: “Šī avota uzvedība pašlaik ir ārkārtēja, ar atkārtotiem spilgtiem gaismas mirgojumiem laika skalās, kas ir īsākas par stundu, un tas ir reti sastopams citās melno caurumu sistēmās.”
Kas notiek?
Ir noderīgi aplūkot, kā parasti darbojas melnie caurumi, piemēram, šis. Lielais melnā cauruma smagums novirza materiālu no tā pavadošās zvaigznes uz tā uzkrāsošanas disku. Uzpūšanās disks griežas, uzkarsē materiālu un liek tam “spīdēt”. Daļa materiāla nekad nenonāk melnajā caurumā, un to izdala caur strūklu.
Ātri uz priekšu līdz šim, un skaidrojumu sniedz jauns pētījums, kura pamatā ir dati, kas apkopoti vairāku observatoriju 2015. gada uzliesmojuma laikā.
“Uzliesmojuma laikā mēs novērojām sīkas ziņas par strūklas izmešiem, kad materiāls ļoti lielā ātrumā tiek izmests no melnā cauruma tuvumā, ”Saka Simone Migliari, EKA astrofiziķe, kura ir līdzautore uz papīra. “Mēs varam redzēt, ka sprauslas izšaujas dažādos virzienos laika posmā, kas mazāks par stundu, kas nozīmē, ka sistēmas iekšējie reģioni rotē diezgan ātri.”
Jā, melnais caurums ēd savu pavadošo zvaigzni, iesūcot materiālu tā akrācijas diskā. Jā, daļa no diskā esošā materiāla tiek izvadīta ar strūklu. Bet saskaņā ar pētījumu tas notiek tikai pārrāvumos, jo kaut kādu iemeslu dēļ melnais caurums ir nepareizi izlīdzināts ar tā paša ieskrējiena disku.
“V404 Cygni atšķiras ar to, ka mēs domājam, ka materiāla disks un melnais caurums ir nepareizi izlīdzināti, ”Saka asociētais profesors Džeimss Millers-Džounss no Starptautiskā radioastronomijas pētījumu centra (ICRAR) Kurtina universitātē, Austrālijā, kurš ir jaunā darba galvenais autors.
“Šķiet, ka tas izraisa diska iekšējās daļas vicināšanu, piemēram, vērpšanas augšdaļas, kas palēninās, un ugunsgrēka strūklas iziet dažādos virzienos, jo tas maina orientāciju.”
Svārstīšanās nozīmē, ka materiāls vienmērīgi neietilpst melnajā caurumā. Ja ir uzliesmojums, tas nozīmē, ka īsā laika posmā caurumā ir iekritis liels daudzums materiāla. Tas palielina materiāla daudzumu uzkrāsošanas diskā, izraisot enerģijas uzliesmojumu.
INTEGRAL bija neatņemama šī pētījuma sastāvdaļa, jo četras nedēļas tas vēroja V404 Cygni. Citas observatorijas varēja novērot tikai dažas stundas. INTEGRAL novērojumi ļāva zinātniekiem izdomāt melnā cauruma mehāniku, tā ģeometriju un enerģijas līmeņus, kā arī izveidot saikni starp ieplūstošo un aizplūstošo materiālu.
“Izmantojot INTEGRAL, mēs varēja četras nedēļas nepārtraukti aplūkot V404 Cygni, savukārt citi augstas enerģijas satelīti varēja uzņemt tikai īsākus momentuzņēmumus., ”Saka Ēriks Kuulkers, ESA INTEGRAL projekta zinātnieks.
“Rentgena dati atbalstīt modeli, kur ieskrējiena diska iekšējā daļa ir sagāzta attiecībā pret pārējo sistēmu, visticamāk, melnā cauruma griešanās dēļ ir slīpa attiecībā pret pavadošās zvaigznes orbītu, ”Skaidro Simone.
Paliek jautājums, kāpēc tas ir nepareizi izlīdzināts?
Par neatbilstības cēloni ir tikai daži sākotnēji minējumi. Iespējams, ka tā bija supernova.
Tā kā melno caurumu pati izveidoja supernova, šis sākotnējais sitiens varēja izraisīt tā akrācijas diska cauruma un iekšējā segmenta neatbilstību. Katrā ziņā to parāda simulācijas.
“Rezultāti ietilptu scenārijā, kas pētīts arī jaunākajās datorsimulācijās, kur akrecijas plūsma melnā cauruma tuvumā un sprauslas var pagriezties kopā, ”Saka Kuulkers.
“Mums vajadzētu sagaidīt līdzīgu dinamiku visos spēcīgi akreditējošajos melnajos caurumos, kuru griešanās ir nepareizi saskaņota ar ienākošo gāzi, un, interpretējot melno caurumu novērojumus visā Visumā, mums būs jāņem vērā dažādi strūklas slīpuma leņķi..”
Avoti:
- Pētījuma darbs: Strauji mainīga reaktīvo materiālu orientācija zvaigžņu masas melno caurumu sistēmā VG404 Cygni
- Paziņojums presei: melns caurums
- EKA INTEGRĀLĀ misija
- Preses relīze: briesmonis melnais caurums mostas pēc 26 gadiem
