Η ιδέα του αεριωθούμενου αεροπλάνου δεν είναι καινούργια, αλλά έχουμε πολλά να μάθουμε για το μείγμα σωματιδίων που βρίσκονται κοντά τους. Μέσω της χρήσης του Παρατηρητηρίου XMM-Newton της ESA, οι αστρονόμοι ρίχνουν μια ματιά σε μια μαύρη τρύπα στον γαλαξία μας και βρήκαν κάποια εκπληκτικά αποτελέσματα.
Όπως γνωρίζουμε, οι αστρικές μαζικές τρύπες παίρνουν υλικά από κοντινά αστέρια. Η ύλη από αυτά τα συνοδευτικά αστέρια τραβιέται μακριά από το γονικό σώμα προς τη μαύρη τρύπα και ακτινοβολεί μια θερμοκρασία τόσο έντονη που εκπέμπει ακτίνες Χ. Ωστόσο, μια μαύρη τρύπα δεν καταναλώνει πάντα ό, τι έρχεται με τον τρόπο. Μερικές φορές απορρίπτουν μικρά τμήματα αυτής της εισερχόμενης μάζας, σπρώχνοντάς την με τη μορφή ενός συνόλου ισχυρών πίδακες. Αυτοί οι πίδακες τροφοδοτούν επίσης το περιβάλλον, απελευθερώνοντας τόσο τη μάζα όσο και την ενέργεια… ληστεύοντας τη μαύρη τρύπα καυσίμου.
Μέσω της μελέτης της σύνθεσης αεριωθούμενων αεροσκαφών, οι ερευνητές είναι σε θέση να προσδιορίσουν καλύτερα τι παίρνει σε μια μαύρη τρύπα και τι όχι. Μέσα από παρατηρήσεις που λαμβάνονται στο ραδιοφωνικό μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, έχουμε δει ηλεκτρόνια να συντρίβονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, δεν έχει προσδιοριστεί με σαφήνεια εάν το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων συμπληρώνεται από τα αντι-σωματίδια, τα ποζιτρόνια ή μάλλον από τα βαρύτερα θετικά φορτισμένα σωματίδια στους πίδακες, όπως πρωτόνια ή ατομικούς πυρήνες. " Με την ισχύ XMM-Newton πίσω τους, οι αστρονόμοι είχαν την ευκαιρία να εξετάσουν ένα δυαδικό σύστημα μαύρης τρύπας που ονομάζεται 4U1630–47 - ένας υποψήφιος που είναι γνωστό ότι έχει απροσδόκητες εκρήξεις ακτίνων Χ για τμήματα χρόνου που διαρκούν μεταξύ μηνών και ετών.
«Στις παρατηρήσεις μας, βρήκαμε σημάδια πολύ ιονισμένων πυρήνων δύο βαρέων στοιχείων, σιδήρου και νικελίου», λέει η María Díaz Trigo του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου στο Μόναχο της Γερμανίας, επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. "Η ανακάλυψη ήρθε ως έκπληξη - και μια καλή, καθώς δείχνει χωρίς αμφιβολία ότι η σύνθεση των πίδακες μαύρης τρύπας είναι πολύ πιο πλούσια από απλώς ηλεκτρόνια."
Τον Σεπτέμβριο του 2012, μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Δρ Díaz Trigo και συνεργάτες, παρατήρησε το 4U1630–47 με τον XMM-Newton. Υποστήριξαν επίσης τις παρατηρήσεις τους με σχεδόν ταυτόχρονες ραδιοφωνικές παρατηρήσεις που λήφθηκαν από το Australia Telescope Compact Array. Παρόλο που οι μελέτες έγιναν το ένα κοντά στο άλλο - μέσα σε λίγες εβδομάδες - τα αποτελέσματα δεν θα μπορούσαν να ήταν πιο διαφορετικά.
Σύμφωνα με την ομάδα του Trigo, το αρχικό σύνολο παρατηρήσεων πήρε υπογραφές ακτίνων Χ από το δίσκο προσαύξησης, αλλά δεν υπήρχε δραστηριότητα στη ραδιοφωνική ζώνη. Αυτή είναι μια ένδειξη ότι τα τζετ δεν ήταν ενεργά εκείνη τη στιγμή. Ωστόσο, στο δεύτερο σύνολο παρατηρήσεων, υπήρχε δραστηριότητα τόσο στην ακτινογραφία όσο και στο ραδιόφωνο… τα αεροσκάφη είχαν ενεργοποιηθεί ξανά! Εξετάζοντας τα δεδομένα ακτίνων Χ από το δεύτερο σετ, βρήκαν επίσης σίδηρο πυρήνες σε κίνηση. Αυτά τα σωματίδια κινούνται τόσο προς όσο και μακριά από το XMM-Newton - απόδειξη ότι τα ιόντα ήταν μέρος δίδυμων πίδακες με στόχο αντίθετες κατευθύνσεις. Ωστόσο, δεν είναι μόνο αυτό. Υπήρχαν επίσης ενδείξεις πυρήνων νικελίου που δείχνουν προς το παρατηρητήριο.
«Από αυτά τα« δακτυλικά αποτυπώματα »από σίδηρο και νικέλιο, θα μπορούσαμε να δείξουμε ότι η ταχύτητα του πίδακα είναι πολύ υψηλή, περίπου τα δύο τρίτα της ταχύτητας του φωτός», λέει ο συν-συγγραφέας James Miller-Jones από τον κόμβο του Πανεπιστημίου Curtin του. Διεθνές Κέντρο Έρευνας Ραδιοαστρονομίας στο Περθ της Αυστραλίας.
«Επιπλέον, η παρουσία βαριών ατομικών πυρήνων σε πίδακες μαύρης τρύπας σημαίνει ότι η μάζα και η ενέργεια μεταφέρονται από τη μαύρη τρύπα σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, κάτι που μπορεί να έχει αντίκτυπο στον μηχανισμό και τον ρυθμό με τον οποίο η μαύρη τρύπα συγκεντρώνει την ύλη », προσθέτει ο συν-συγγραφέας Simone Migliari από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης, Ισπανία.
Εκπληκτικά νέα ευρήματα; Λοιπόν ναι. Για μια τυπική αστρική μάζα μαύρης τρύπας, είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύονται βαριοί πυρήνες μέσα στα αεροπλάνα. Από σήμερα, υπάρχει μόνο «ένα άλλο δυαδικό ακτίνων Χ που δείχνει παρόμοιες υπογραφές από ατομικούς πυρήνες στα πίδακα του - μια πηγή γνωστή ως SS 433. Αυτό το σύστημα μαύρων οπών, ωστόσο, χαρακτηρίζεται από έναν ασυνήθιστα υψηλό ρυθμό αύξησης, ο οποίος καθιστά δύσκολη τη σύγκριση των ιδιοτήτων του με εκείνες των πιο συνηθισμένων μαύρων οπών. " Μέσω αυτών των νέων παρατηρήσεων του 4U1630–47, οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να συμπληρώσουν κενά πληροφοριών σχετικά με το τι προκαλεί τα τζετ στους δίσκους αύξησης των μαύρων οπών και τι τους οδηγεί.
«Ενώ γνωρίζουμε τώρα πολλά για τις μαύρες τρύπες και τι συμβαίνει γύρω τους, ο σχηματισμός πίδακες εξακολουθεί να είναι ένας μεγάλος γρίφος, οπότε αυτή η παρατήρηση είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση αυτού του συναρπαστικού φαινομένου», λέει ο Norbert Schartel, XMM-Newton της ESA Επιστήμονας έργου.
Πρωτότυπη Πηγή Ιστορίας: Δελτίο Τύπου ESA.
