Дивовижне відлуння від поїдає зірку чорної діри

Художнє бачення внутрішнього потоку акреції і струменя з надмасивної чорної діри в період активного годування (наприклад, від недавно вибухнула зірки)

11 листопада 2014 року глобальна мережа телескопів отримала сигнали з дистанції в 300 млн. Світлових років. Подією виявився вибух електромагнітної енергії, що виник, коли чорна діра розриває наближається зірку. Вивчення дозволило більше дізнатися про те, як чорні діри поглинають матерію і регулюють галактичний зростання.

Нещодавно дослідники з Массачусетського технологічного інституту і Університету Джона Хопкінса виявили радіосигнали від події, тісно пов’язаного з рентгенівськими викидами, отриманими від тієї ж спалаху 13 днів тому. Вони вважають, що ці радіовипромінювання (на 90% схожі на рентгенівські промені) не виступають випадковим збігом. Швидше за все перед нами гігантський струмінь високоенергетичних частинок, що випливають з чорної діри, що поглинає зоряний матеріал.

Моделі показують, що швидкість харчування чорної діри контролює силу створюваної струменя. Якщо діра сита, то струмінь буде потужною і навпаки. Це важливий момент, тому що ми вперше зафіксували реактивний струмінь, контрольовану харчуванням надмасивної чорної діри.

Вчені давно підозрювали, що струменя чорних дір підживлюються від швидкості акреції, але ніхто не міг спостерігати цей зв’язок в єдиному подію. Це можливо лише в тому випадку, якщо чорна діра буде спокійною і поряд з нею виникне зірка, яка віддасть величезна кількість палива, запускаючи активацію.

виникла дискусія

Грунтуючись на теоретичних моделях еволюції чорних дір і спостереженнях віддалених галактик, дослідники розуміють, що відбувається в період події приливної руйнування: коли зірка наближається до чорної діри, то гравітаційна тяга останньої створює приливні сили.

Але гравітація чорної діри настільки потужна, що здатна зруйнувати зірку, розтягуючи і сплющуючи її. У підсумку, зірка перетворюється в дощ з уламків, які падають на аккреційний диск.

Весь цей процес створює колосальні енергетичні сплески по ЕМ-спектру, які можна спостерігати в оптичних, УФ і рентгенівському полюсах. Джерело рентгенівських променів вважається ультрахолодних матеріалом в найбільш внутрішніх областях аккреционного диска. Оптичні і УФ-промені з’являються з матеріалу, що залишився на диску, який втягнеться в чорну діру.

Дослідники знали, що радіохвилі формуються від вкрай енергійних електронів. Але суперечки тривали про те, звідки беруться ці види електронів. Деякі вважають, що в момент після зоряного вибуху ударна хвиля поширюється назовні і активує частки плазми в навколишньому середовищі. При цьому сценарії картина випромінюваних радіохвиль буде кардинально відрізнятися від рентгенівських променів. Виходить, що знахідка кидає виклик парадигмі.

рухомий візерунок

Вчені переглянули відомості про спалах 2014 року, зафіксованої мережею телескопів ASASSN. Подія іменували ASASSN-14li і стежили за радіоданих 180 днів. Їм вдалося знайти явну схожість з шаблонами, які раніше спостерігалися в рентгенівських відомостях того ж події. Причому схожість досягло 90%. Ті ж флуктуації в рентгенівському спектрі з’явилися через 13 днів в радіодіапазоні.

Вважають, що єдиний метод зв’язування – фізичний процес. Аналіз також показав, що розмір випромінюючої рентгенівські промені області в 25 разів перевершує сонячний, а радіовипромінювальних область більше сонячного радіуса в 400000 раз. Така розбіжність вказує на присутність каузального зв’язку між невеликою областю з рентгенівськими променями і великої з радіохвилями.

Команда вважає, що радіохвилі створювалися струменем високоенергетичних частинок, які почали витікати з чорної діри незабаром після того, як активізувалося поглинання зоряного матеріалу. Через щільності області струменя більшість радіохвиль негайно поглинулися іншими електронами.

Тільки коли електрони просунулися вниз за течією від струменя, дослідники змогли зафіксувати цей сигнал. У підсумку, виходить, що сила струменя повинна контролюватися швидкістю акреції (швидкість, з якою чорна діра поглинає зіркові уламки).

Результати допоможуть краще розібратися в фізиці поведінки струменів, що вплине на розуміння галактичної еволюції.

Ссылка на основную публикацию