Πώς είναι το περιβάλλον γύρω από μια μαύρη τρύπα; Οι αστρονόμοι παίρνουν μια καλύτερη ιδέα παρατηρώντας το φως που προέρχεται από το δίσκο συγκέντρωσης που περιβάλλει τις μαύρες τρύπες. Το φως δεν είναι σταθερό - αναβοσβήνει, εκτοξεύεται και λάμπει - και αυτό το τρεμόπαιγμα παρέχει νέες και εκπληκτικές πληροφορίες για την κολοσσιαία ποσότητα ενέργειας που προέρχεται από γύρω από τις μαύρες τρύπες. Χαρτογραφώντας πόσο καλά ταιριάζουν οι παραλλαγές στο ορατό φως με αυτές των ακτίνων Χ σε πολύ σύντομα χρονικά διαστήματα, οι αστρονόμοι έχουν δείξει ότι τα μαγνητικά πεδία πρέπει να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο οι μαύρες τρύπες καταπίνουν την ύλη.
«Το γρήγορο τρεμόπαιγμα του φωτός από μια μαύρη τρύπα παρατηρείται συνήθως στα μήκη κύματος των ακτίνων Χ», λέει ο Ποσάκ Γκάντι, ο οποίος ηγήθηκε της διεθνούς ομάδας που αναφέρει αυτά τα αποτελέσματα. "Αυτή η νέα μελέτη είναι μία από τις λίγες μέχρι σήμερα που διερευνά επίσης τις γρήγορες διακυμάνσεις στο ορατό φως και, το πιο σημαντικό, πώς αυτές οι διακυμάνσεις σχετίζονται με αυτές των ακτίνων Χ."
Οι παρατηρήσεις παρακολούθησαν ταυτόχρονα το τρεμόπαιγμα των μαύρων οπών χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά όργανα, ένα στο έδαφος και ένα στο διάστημα. Τα δεδομένα ακτίνων Χ λήφθηκαν χρησιμοποιώντας τον δορυφόρο Rossi Xing-ray Timing Explorer της NASA. Το ορατό φως συλλέχθηκε με την κάμερα υψηλής ταχύτητας ULTRACAM, ένα όργανο επίσκεψης στο Very Large Telescope (VLT) του ESO, καταγράφοντας έως και 20 εικόνες το δευτερόλεπτο. Το ULTRACAM αναπτύχθηκε από τα μέλη της ομάδας Vik Dhillon και Tom Marsh. «Αυτές είναι από τις ταχύτερες παρατηρήσεις μιας μαύρης τρύπας που έχει ληφθεί ποτέ με ένα μεγάλο οπτικό τηλεσκόπιο», λέει ο Dhillon.
Προς έκπληξή τους, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι οι διακυμάνσεις της φωτεινότητας στο ορατό φως ήταν ακόμη πιο γρήγορες από αυτές που παρατηρήθηκαν στις ακτίνες Χ. Επιπλέον, οι παραλλαγές ορατού φωτός και ακτίνων Χ βρέθηκε ότι δεν ήταν ταυτόχρονες, αλλά ακολουθούσαν ένα επαναλαμβανόμενο και αξιοσημείωτο μοτίβο: λίγο πριν από μια αναλαμπή ακτίνων Χ το ορατό φως μειώνεται και, στη συνέχεια, αυξάνεται σε ένα φωτεινό φλας για ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου πριν μειωθεί πάλι γρήγορα.
Παρακολουθήστε μια ταινία με τις διακυμάνσεις.
Καμία από αυτές τις ακτινοβολίες δεν αναδύεται απευθείας από τη μαύρη τρύπα, αλλά από τις έντονες ενεργειακές ροές ηλεκτρικά φορτισμένης ύλης κοντά της. Το περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας διαμορφώνεται συνεχώς από ανταγωνιστικές δυνάμεις όπως η βαρύτητα, ο μαγνητισμός και η εκρηκτική πίεση. Ως αποτέλεσμα, το φως που εκπέμπεται από τις θερμές ροές της ύλης ποικίλλει στη φωτεινότητα με αναστατωμένο και τυχαίο τρόπο. «Αλλά το μοτίβο που βρέθηκε σε αυτή τη νέα μελέτη διαθέτει μια σταθερή δομή που ξεχωρίζει εν μέσω μιας κατά τα άλλα χαοτικής μεταβλητότητας, και έτσι, μπορεί να αποδώσει ζωτικές ενδείξεις για τις κυρίαρχες υποκείμενες φυσικές διεργασίες σε δράση», λέει το μέλος της ομάδας Andy Fabian.
Η εκπομπή ορατού φωτός από τις γειτονιές των μαύρων οπών θεωρήθηκε ευρέως ως δευτερεύον αποτέλεσμα, με μια πρωτογενή έκρηξη ακτίνων Χ που φωτίζει το περιβάλλον αέριο που στη συνέχεια έλαμψε στην ορατή περιοχή. Αλλά αν συνέβαινε αυτό, τυχόν παραλλαγές ορατού φωτός θα υστερούσαν τη μεταβλητότητα των ακτίνων Χ και θα ήταν πολύ πιο αργή στην κορυφή και θα εξασθενίσει. «Το γρήγορο ορατό φως που αναβοσβήνει τώρα αποκλείει αμέσως αυτό το σενάριο και για τα δύο συστήματα που μελετήθηκαν», υποστηρίζει ο Γκάντι. "Αντ 'αυτού, οι παραλλαγές στην ακτινογραφία και την έξοδο ορατού φωτός πρέπει να έχουν κάποια κοινή προέλευση και μια πολύ κοντά στην ίδια τη μαύρη τρύπα."
Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία αντιπροσωπεύουν τον καλύτερο υποψήφιο για την κυρίαρχη φυσική διαδικασία. Ενεργώντας ως δεξαμενή, μπορούν να απορροφήσουν την ενέργεια που απελευθερώνεται κοντά στη μαύρη τρύπα, αποθηκεύοντάς την έως ότου μπορεί να αποφορτιστεί είτε ως θερμό (πολλαπλών εκατομμυρίων βαθμών) πλάσμα εκπομπής ακτίνων Χ, είτε ως ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων που ταξιδεύουν κοντά η ταχύτητα του φωτός. Ο διαχωρισμός της ενέργειας σε αυτά τα δύο συστατικά μπορεί να οδηγήσει στο χαρακτηριστικό μοτίβο της ακτινογραφίας και της μεταβλητότητας του ορατού φωτός.
Εργασίες σχετικά με αυτήν την έρευνα: Εδώ και εδώ
Πηγή: ESO
