Astronomi ir atraduši supermasīvu melno caurumu (SMBH) ar neparasti regulāru barošanas grafiku. Behemots ir aktīvs galaktikas kodols (AGN), kas atrodas Seyfert 2 galaktikas GSN 069. centrā. AGN atrodas aptuveni 250 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes un satur apmēram 400 000 reizes lielāku Saules masu.
Astronomu komanda izmantoja ESA XMM-Newton un NASA Chandra rentgena observatoriju, lai novērotu SMBH rentgena starojumu. Aptuveni ik pēc 9 stundām melnais caurums spoži uzliesmo ar rentgena stariem, kad tajā tiek ievilkts materiāls. Astronomi ir atraduši divus citus zvaigžņu masveida melnos caurumus, kas regulāri uzliesmo, barojoties, taču šāda veida regularitāte supermasīvā melnajā caurumā vēl nekad nav bijusi redzēta.
“Šis melnais caurums ir tāds ēdienreizes plāns, kādu mēs nekad neesam redzējuši.”
Džovanni Miniutti, vadošais autors, EKA Astrobioloģijas centrs, Spānija.
Šis atklājums ieskicēts žurnālā Nature, un tā nosaukums ir “Deviņu stundu rentgenstaru kvazperiodiski izvirdumi no maza masas melnā cauruma galaktikas kodola”. Vadošais autors ir Džovanni Miniutti no EKA Astrobioloģijas centra Spānijā. Saskaņā ar rakstu SMBH katru dienu trīs reizes patērē apmēram četrus mēnešus vērtu materiālu. Tas nozīmē, ka katru reizi, kad melnais caurums barojas, tas patērē apmēram miljonu miljardu mārciņu materiālu.
"Šis melnais caurums ir uz tāda ēdienreizes plāna, kādu mēs nekad neesam redzējuši," paziņojumā presei sacīja Miniutti. "Šī uzvedība ir tik nepieredzēta, ka mums bija jāizveido jauna izteiksme, lai to aprakstītu:" X-ray kvazi-periodiski izvirdumi "."
Šīs SMBH rentgena starojums ir zināms un novērots kopš 2010. gada jūlija, taču tas bija vienmērīgs. Jaunā darba pamatā ir 54 novērojumu dienas, kas sākas 2018. gada decembrī, sākot ar ESA XMM-Newton Observatory. Šī observatorija 24. decembrī pamanīja divus sprādzienus. Janvārī XMM-Newton atrada vēl trīs no šiem regulārajiem pārrāvumiem.
Tad astronomi pieprasīja vairāk laika novērot NASA Chandra observatorijā, lai veiktu izmeklēšanu. Čandra novēroja vēl piecus no šiem notikumiem. Pašreizējo regulāro izvirdumu laikā rentgenstaru uzliesmošanas aktivitāte palielinās par divām pakāpēm salīdzinājumā ar fona rentgena starojumu. Katrs uzliesmojums ilgst nedaudz vairāk par stundu un notiek ik pēc deviņām stundām.
“Apvienojot datus no šīm divām rentgena observatorijām, mēs vismaz 54 dienas esam izsekojuši šiem periodiskajiem uzliesmojumiem,” sacīja līdzautors Ričards Saksons no Eiropas Kosmosa astronomijas centra Madride, Spānijā. "Tas dod mums unikālu iespēju pieredzēt vielas plūsmu supermasīvā melnajā caurumā, atkārtoti paātrinot un palēninot."
Katrā no šiem uzliesmojumiem rentgenstaru uzliesmojums ir 20 reizes spilgtāks nekā klusos periodos. Paaugstinās arī krītošās gāzes temperatūra. Tas paaugstinās no aptuveni 1 miljona grāda Fārenheita klusākos periodos līdz 2,5 miljoniem grādu pēc Fārenheita uzliesmojumu laikā. Augstāka temperatūra ir aptuveni tāda pati kā gāzes temperatūra lielākajā daļā SMBH, kas aktīvi aug.
Šo regulāro uzliesmojumu cēlonis nav zināms. Karsta 2,5 miljonu grādu F. gāze, kas ieskauj GSN 069, ir tādā pašā temperatūrā kā gāze, kas ieskauj citus SMBH. Tas ir noslēpums, jo tas ir vienkārši pārāk karsts, lai būtu no krītošā materiāla diska, kas ieskauj melnos caurumus. Bet GSN 069 ir unikāla iespēja izpētīt parādību, jo karstā gāze, kas atkārtoti veidojas, pēc tam pazūd.
Parasti šo karsto gāzi izraisa zvaigzne, kuru saplēš un patērē melnais caurums, vai tā domā astronomi. Tomēr GSN 069 demonstrētā regularitāte ir noslēpums.
"Mēs domājam, ka rentgena starojuma izcelsme ir zvaigzne, kuru melnais caurums ir daļēji vai pilnībā saplīsis un lēnām pamazām patērē," sacīja līdzautore Margherita Giustini, arī no ESA Astrobioloģijas centra. "Bet runājot par atkārtotajiem pārrāvumiem, tas ir pavisam cits stāsts, kura izcelsme ir jāizpēta ar papildu datiem un jauniem teorētiskiem modeļiem."
Atkal redzēt, ka supermasīvs melnais caurums patērē no zvaigznēm gāzi, nav nekas jauns. Galvas skrāpējs ir GSN 069 uzliesmošanas regularitāte. Pētījuma autori piedāvā divus iespējamus SMBH parastā barošanas grafika skaidrojumus:
- Enerģijas daudzums diskā uzkrājas, līdz tas kļūst nestabils un matērija ātri nonāk melnajā caurumā, kas rada pārrāvumus. Šis cikls atkārtojas.
- Starp disku un sekundāro korpusu, kas riņķo ap melno caurumu, iespējams, ir mijiedarbība, iespējams, daļēji sagrautās zvaigznes paliekas.
Pateicoties Čandras novērojumiem, zinātnieku komanda zina, ka uzliesmojošo rentgenstaru avots atrodas GSN 069 centrā. Tieši tur ir paredzēts gaidīt SMBH. Apkopotie dati no Chandra un XMM-Newton arī skaidri parāda, ka uzliesmošana, kaut arī regulāra, lēnām mainās: gan melnā cauruma “ēdienu” lielums, gan ilgums ir nedaudz samazinājies, un palielinās atstarpe starp katru ēdienu. Nākotnes novērojumi ir atkarīgi no tā, vai šīs tendences turpinās.
GSN 069 ir mazais, kas paredzēts SMBH. Parasti SMBH satur pat vairākus miljonus vai pat vairākus miljardus saules, savukārt GSN 069 satur tikai apmēram 400 000 saules. Tas varētu palīdzēt izskaidrot, kāpēc šāda veida regulāra barošana vēl nav novērota.
Lielākiem SMBH, daudz lielākiem par šo, to spilgtuma svārstības ir daudz lēnākas. Tā vietā, lai izvirdtu ik pēc deviņām stundām, viņiem vajadzētu paņemt mēnešus vai pat gadus, lai šādi uzliesmotu. Tas izskaidro, kāpēc nav novēroti tādi kvaziperiodiski izvirdumi (QPE) kā šie. Rentgenstaru observatorijas ir aizņemtas, un tik ilgi nav iespējams apmācīt vienu uz viena mērķa.
Ir bijuši vairāki gadījumi, kad ir novērots liels rentgenstaru pieaugums vai samazinājums, ko rada melnie caurumi. Šie novērojumi balstījās uz atkārtotiem novērojumiem vairāku mēnešu vai pat gadu laikā. Dažas no šīm izmaiņām ir pārāk ātras, lai tās varētu izskaidrot ar standarta teoriju par krītošām vielām no melnā cauruma uzpūšanās diska. Bet šis atklājums varētu izskaidrot šos novērojumus. Iespējams, ka viņi izturēsies līdzīgi kā GSN 069.
Vairāk:
- Paziņojums presei: Zinātnieki atklāj, ka melnajam caurumam ir trīs karstas ēdienreizes dienā
- Pētniecības raksts: Deviņu stundu rentgenstaru kvazperiodiski izvirdumi no maza masas melnā cauruma galaktikas kodola
- Wikipedia: aktīvs galaktikas kodols
