Pagājušajā gadā astronomi tālu galaktikā atklāja mierīgu melno caurumu, kas izcēlās pēc tam, kad sasmalcināta un patērēta garām braucoša zvaigzne. Tagad pētnieki ir identificējuši atšķirīgu rentgena signālu, kas novērots dienās pēc uzliesmojuma, kas rodas no matērijas, kas atrodas uz sliekšņa, lai iekristu melnajā caurumā.
Šis indikatora signāls, ko sauc par kvazperiodisko svārstību vai QPO, ir raksturīga ieziešanas disku iezīme, kas bieži ieskauj viskompaktākos objektus Visumā - baltas punduru zvaigznes, neitronu zvaigznes un melnie caurumi. QPO ir novēroti daudzos zvaigžņu masas melnajos caurumos, un par tiem ir vilinoši pierādījumi par dažiem melniem caurumiem, kuriem vidējā svara masa var būt no 100 līdz 100 000 reižu lielāka nekā saulē.
Līdz jaunajam atradumam QPO tika atklāti tikai ap vienu supermasīvu melno caurumu - tipu, kas satur miljoniem saules masu un atrodas galaktiku centros. Šis objekts ir Seifera tipa galaktika REJ 1034 + 396, kas 576 miljonu gaismas gadu attālumā atrodas salīdzinoši netālu.
Šis atklājums sniedz mums iespēju nokļūt līdz melnā cauruma iekšējai malai, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā, un tas ir patiešām pārsteidzoši. Tas dod mums iespēju izpētīt melno caurumu raksturu un pārbaudīt Einšteina relativitāti laikā, kad visums bija ļoti atšķirīgs, nekā tas ir šodien, ”sacīja Rubens Reiss, Mičiganas Universitātes Ann Arboras Einšteina pēcdoktorantūras stipendiāts. Reiss vadīja komandu, kas atklāja QPO signālu, izmantojot datus no riņķojošajiem Suzaku un XMM-Newton rentgena teleskopiem, atradums aprakstīts šodien žurnālā Science Express publicētajā rakstā.
Rentgenstaru avotu, kas pazīstams kā Swift J1644 + 57, pēc tā astronomiskajām koordinātām Draco zvaigznājā 2011. gada 28. martā atklāja NASA satelīts Swift. Sākotnēji tika pieņemts, ka tas ir izplatītāks uzliesmojuma veids, ko sauc par gamma staru pārrāvumu, bet tā pakāpeniskā izzušana neatbilda iepriekš redzētajam. Astronomi drīz vienojās par domu, ka tas, ko viņi redzēja, bija patiesi ārkārtēja notikuma sekas - attāla galaktikas pasīvā miega melnā cauruma pamodināšana, kad tas sasmalcināja un apbēra garām braucošo zvaigzni. Galaktika ir tik tālu, ka gaismai no notikuma vajadzēja ceļot 3,9 miljardus gadu pirms sasniegšanas uz Zemes.
Informācija par video: 2011. gada 28. martā NASA Swift atklāja intensīvus rentgenstaru signālugunis, ko, domājams, izraisīja melnais caurums, kas apņēma zvaigzni. Vienā modelī, kas šeit ilustrēts, saulei līdzīga zvaigzne ekscentriskā orbītā nogrimst pārāk tuvu galaktikas centrālajam melnajam caurumam. Apmēram puse no zvaigznes masas baro akrācijas disku ap melno caurumu, kas savukārt darbina daļiņu strūklu, kas izstaro Zemes virzienā. Kredīts: NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs / Conceptual Image Lab
Zvaigzne piedzīvoja intensīvas plūdmaiņas, jo tā sasniedza melno caurumu vistuvākajā vietā un ātri tika saplēsta. Daļa tās gāzes nokrita melnā cauruma virzienā un ap to izveidoja disku. Šī diska iekšējā daļa tika ātri sasildīta līdz miljoniem grādu temperatūrai, kas bija pietiekami karsta, lai izstarotu rentgena starus. Tajā pašā laikā caur procesiem, kas joprojām nav pilnībā izprotami, pretēji vērstas strūklas ir perpendikulāras diskam, kas izveidots netālu no melnā cauruma. Šīs sprauslas uzspridzināja vielu uz āru ar ātrumu, kas lielāks par 90 procentiem no gaismas ātruma gar melnā cauruma griešanās asi. Viena no šīm strūklām tikko notika, lai norādītu taisni uz Zemi.
Deviņas dienas pēc uzliesmojuma Reiss, Strohmajers un viņu kolēģi novēroja Swift J1644 + 57, izmantojot Suzaku - rentgena satelītu, ko darbināja Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūra ar NASA līdzdalību. Apmēram pēc desmit dienām viņi pēc tam sāka garāku uzraudzības kampaņu, izmantojot Eiropas Kosmosa aģentūras XMM-Newton observatoriju.
“Tā kā strūklas viela pārvietojās tik ātri un bija leņķī gandrīz līdz mūsu redzes līnijai, relativitātes ietekme pietiekami palielināja tās rentgenstaru signālu, lai mēs varētu uztvert QPO, ko citādi būtu grūti noteikt tik lielā attālumā , ”Sacīja astrofiziķis un pētījuma līdzautors Tods Strohmajers NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā Grīnbeltā, Md.
Tā kā karstā gāze iekšējā diska spirālēs virzās uz melno caurumu, tā sasniedz punktu, kuru astronomi dēvē par iekšējo stabilo apļveida orbītu (ISCO). Jebkurš tuvāk melnajam caurumam un gāze ātri ienirst notikuma horizontā - atgriešanās vietā. Iekšēji spirālveida gāzei ir tendence uzkrāties ap ISCO, kur tā tiek ārkārtīgi karsēta un izstaro rentgena starus. Šo rentgenstaru spilgtums mainās pēc modeļa, kas atkārtojas gandrīz regulāri, veidojot QPO signālu.
Dati rāda, ka Swift J1644 + 57 QPO brauc ar velosipēdu ik pēc 3,5 minūtēm, kas novieto tā avota reģionu no 2,2 līdz 5,8 miljoniem jūdžu (4 līdz 9,3 miljoni km) no melnā cauruma centra, precīzu attālumu atkarībā no tā, cik ātrs ir melnais caurums. griežas. Raugoties perspektīvā, maksimālais attālums ir tikai apmēram 6 reizes lielāks par mūsu saules diametru. Attālums no QPO reģiona līdz notikuma horizontam ir atkarīgs arī no griešanās ātruma, bet, ja melnā cauruma griešanās notiek pēc maksimālā ātruma teorijas, horizonts atrodas tieši ISCO iekšpusē.
"QPOs sūta mums informāciju no melnā cauruma malas, kur relativitātes ietekme kļūst ārkārtīgākā," sacīja Reiss. "Spēja gūt ieskatu šajos procesos tik plašā attālumā ir patiesi skaists rezultāts, un tas ir liels solījums."
Galvenais attēla paraksts: Šajā ilustrācijā ir uzsvērtas Swift J1644 + 57 galvenās iezīmes un apkopoti to, ko par to ir atklājuši astronomi. Kredīts: NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs
