Podivná čierna diera vystreľuje vratké trysky, pretože ťahá časopriestor

(ICRAR)

Asi 7 800 svetelných rokov ďaleko, v súhvezdí Labuť, leží veľmi zvláštny čierna diera . Volá sa V404 Cygni a v roku 2015 sa teleskopy po celom svete s úžasom prizerali, keď sa prebudila zo spánku a v priebehu týždňa pohltila materiál z hviezdy.

Táto jedna udalosť poskytla také množstvo informácií, že ju astronómovia stále analyzujú. A práve objavili úžasný jav: relativistické prúdy, ktoré sa kývajú tak rýchlo, že ich zmenu smeru je možné vidieť za pár minút.

A ako to robia, vyfukujú vysokorýchlostné oblaky plazmy.



'Toto je jeden z najvýnimočnejších systémov čiernych dier, s akými som sa kedy stretol,' povedal astrofyzik James Miller-Jones z Medzinárodného centra pre výskum rádiovej astronómie (ICRAR) na Curtin University v Austrálii ešte v apríli.

V404 Cygni je binárny mikrokvasarový systém pozostávajúci z čiernej diery s hmotnosťou približne deväťkrát väčšou ako Slnko a sprievodnej hviezdy, skorého červeného obra o niečo menšieho ako Slnko.

Čierna diera pomaly požiera červeného obra; materiál nasávaný preč z hviezdy obieha okolo čiernej diery vo forme akréčného disku, trochu ako voda krúžijúca okolo odtoku. Najbližšie oblasti disku sú neuveriteľne husté a horúce a mimoriadne žiarivé; a keď sa čierna diera napája, vystreľuje silné prúdy plazmy, pravdepodobne zo svojich pólov.

Vedci nepoznajú presný mechanizmus výroby trysiek. Myslia si, že materiál z najvnútornejšieho okraja akrečného disku je lievikovitý pozdĺžmagnetické siločiary čiernej diery, ktoré fungujú ako synchrotrón na urýchlenie častíc pred ich vypustením obrovskou rýchlosťou.

Ale kolísavé prúdy V404 Cygni, ktoré vystreľujú rôznymi smermi v rôznych časoch, v tak rýchlo sa meniacich časových mierkach a pri rýchlostiach až 60 percent rýchlosti svetla, sú v triede sami o sebe.

'Myslíme si, že disk materiálu a čierna diera sú nesprávne zarovnané,' Povedal Miller-Jones . 'Zdá sa, že to spôsobuje, že vnútorná časť disku sa kýva ako rotačka a oheň prúdi rôznymi smermi, keď mení orientáciu.'

Je to trochu ako vretenica, ktorá sa pri spomaľovaní začne kývať, uviedli vedci. Táto zmena rotačnej osi rotujúceho telesa sa nazýva precesia . V tomto konkrétnom prípade máme pre to užitočné vysvetlenie od Alberta Einsteina.

Vo svojej teórii všeobecná relativita , Einstein predpovedal efekt tzv preťahovanie rámu . Pri rotácii je gravitačné pole rotujúcej čiernej diery také intenzívne, že so sebou v podstate ťahá aj časopriestor. (Toto je jeden z efektovvedci dúfali, že to spozorujú, keď urobili snímkuz Tma .)

V prípade V404 Cygni má akrečný disk priemer približne 10 miliónov kilometrov (6,2 milióna míľ). Nesprávne zarovnanie rotačnej osi čiernej diery s akrečným diskom zdeformovalo vnútorných niekoľko tisíc kilometrov uvedeného disku.

Efekt ťahania rámu potom stiahne zdeformovanú časť disku spolu s rotáciou čiernej diery, čo rozbehne prúd do všetkých smerov. Okrem toho je táto vnútorná časť akrečného disku nafúknutá ako pevná šiška, ktorá tiež precesuje.

'Toto je jediný mechanizmus, na ktorý si môžeme myslieť a ktorý môže vysvetliť rýchlu precesiu, ktorú vidíme vo V404 Cygni,' Povedal Miller-Jones .

Je to také rýchle, že zvyčajná metóda, ktorú rádioteleskopy používajú na zobrazovanie vesmíru, bola prakticky zbytočná. Zvyčajne sa tieto zariadenia spoliehajú na dlhé expozície, pozorujú oblasť niekoľko hodín v kuse a pohybujú sa po oblohe, aby sledovali svoj cieľ. V tomto prípade však metóda vytvorila obrázky príliš rozmazané na to, aby sa dali použiť.

Takže tím musel použiť inú metódu, nasnímať 103 samostatných obrázkov s expozičným časom iba 70 sekúnd a spojiť ich dohromady, aby vytvorili film – a určite tam boli chvejúce sa vratké časopriestorové prúdy.

'Boli sme ohromení tým, čo sme videli v tomto systéme - bolo to úplne neočakávané,' povedal fyzik Greg Sivakoff z univerzity v Alberte.

„Nájdenie tohto astronomického prvenstva prehĺbilo naše pochopenie toho, ako čierne diery a tvorba galaxií môže fungovať. Hovorí nám to trochu viac o tejto veľkej otázke: 'Ako sme sa sem dostali?''

Výskum bol publikovaný v r Príroda .

Verzia tohto článku bola prvýkrát publikovaná v apríli 2019.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.