Ο Όμηρος Σίμπσον θα ήταν λυπημένος: πρόσφατες παρατηρήσεις του δυαδικού συστήματος μιας μαύρης τρύπας και του συνοδευτικού αστεριού της έδειξαν την υποχώρηση του δίσκου αύξησης σε σχήμα ντόνατ γύρω από τη μαύρη τρύπα. Αυτό το συρρικνωμένο «ντόνατ» παρατηρήθηκε στις παρατηρήσεις του δυαδικού συστήματος GX 339-4, ενός συστήματος που αποτελείται από ένα αστέρι παρόμοιο σε μάζα με τον Ήλιο και μια μαύρη τρύπα δέκα ηλιακών μαζών.
Καθώς η μαύρη τρύπα τροφοδοτεί αέριο που ρέει έξω από το αστέρι σε τροχιά, η αλλαγή της ροής του αερίου παράγει ένα διαφορετικό μέγεθος στο δίσκο της ύλης που συσσωρεύεται γύρω από τη μαύρη τρύπα σε σχήμα δακτυλίου. Για πρώτη φορά, μετρήθηκαν οι αλλαγές στο μέγεθος αυτού του δίσκου, δείχνοντας πόσο μικρότερο γίνεται το ντόνατ.
Το GX-339-4 βρίσκεται 26.000 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Ara. Κάθε 1,7 ημέρες στο σύστημα, ένα αστέρι περιστρέφεται γύρω από την πιο μαζική μαύρη τρύπα. Αυτό το σύστημα, και άλλοι αρέσει, δείχνουν περιοδικές εκρήξεις δραστηριότητας ακτίνων Χ όταν το αέριο που κλέβεται από το αστέρι από τη μαύρη τρύπα θερμαίνεται στον δίσκο συσσώρευσης που συσσωρεύεται γύρω από τη μαύρη τρύπα. Κατά τα τελευταία επτά χρόνια, το σύστημα είχε τέσσερις ενεργητικές εκρήξεις τα τελευταία επτά χρόνια, καθιστώντας το ένα αρκετά ενεργό δυαδικό σύστημα μαύρης τρύπας / αστρικού.
Το υλικό που πέφτει στην τρύπα σχηματίζει πίδακες από πολύ ενεργοποιημένα φωτόνια και αέριο, ένα από τα οποία είναι στραμμένο προς την κατεύθυνση της Γης. Είναι αυτά τα αεριωθούμενα αεροπλάνα που μια ομάδα διεθνών αστρονόμων παρατήρησε τη χρήση του παρατηρητηρίου ακτίνων Χ του Suzaku, το οποίο λειτουργούσαν από κοινού από την Ιαπωνική Υπηρεσία Εξερεύνησης Αεροδιαστημικής και τη NASA, και τον δορυφόρο Timing Explorer της ακτίνας X της NASA. Τα αποτελέσματα των παρατηρήσεών τους δημοσιεύθηκαν στο τεύχος 10 Δεκεμβρίου Η Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα.
Αν και το σύστημα ήταν αχνό όταν έκαναν τις μετρήσεις τους με τα τηλεσκόπια, παρήγαγε σταθερά πίδακες ακτίνων Χ. Η ομάδα έψαχνε για την υπογραφή φασματικών γραμμών ακτίνων Χ που παράγονται από τον φθορισμό ατόμων σιδήρου στο δίσκο. Η ισχυρή βαρύτητα της μαύρης τρύπας μετατοπίζει την ενέργεια των ακτίνων Χ που παράγονται από το σίδερο, αφήνοντας μια χαρακτηριστική φασματική γραμμή. Μετρώντας αυτές τις φασματικές γραμμές, μπόρεσαν να προσδιορίσουν με αρκετά μεγάλη εμπιστοσύνη το μέγεθος του συρρικνωμένου δίσκου.
Δείτε πώς συμβαίνει η συρρίκνωση: το τμήμα του δίσκου που είναι πιο κοντά στη μαύρη τρύπα είναι πυκνότερο όταν υπάρχει περισσότερο αέριο που ρέει έξω από το αστέρι που το συνοδεύει. Αλλά όταν μειώνεται αυτή η ροή, το εσωτερικό μέρος του δίσκου θερμαίνεται και εξατμίζεται. Κατά τη διάρκεια των φωτεινότερων περιόδων της εξόδου της μαύρης τρύπας, ο δίσκος υπολογίστηκε ότι βρίσκεται σε απόσταση περίπου 30 χλμ (20 μίλια) από τον ορίζοντα συμβάντων της μαύρης τρύπας, ενώ κατά τις χαμηλότερες περιόδους φωτεινότητας ο δίσκος υποχωρεί σε περισσότερο από 27 φορές περαιτέρω, ή σε 1.000 km (600 μίλια) από την άκρη της μαύρης τρύπας.
Αυτό έχει σημαντική επίπτωση στη μελέτη του πώς οι μαύρες τρύπες σχηματίζουν τα αεροπλάνα τους. Ακόμα κι αν ο δίσκος συσσώρευσης εξατμίζεται κοντά στη μαύρη τρύπα, αυτοί οι πίδακες παραμένουν σε σταθερή έξοδο.
Ο John Tomsick από το Εργαστήριο Διαστημικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Μπέρκλεϊ, δήλωσε σε ένα δελτίο τύπου της NASA: η ροή απέχει πολύ από τη μαύρη τρύπα. Αυτό σημαίνει ότι η ροή συσσώρευσης χαμηλής πυκνότητας είναι το πιο βασικό συστατικό για το σχηματισμό ενός σταθερού πίδακα σε ένα σύστημα μαύρων οπών. "
Διαβάστε την εκτυπωμένη έκδοση της επιστολής των ομάδων. Εάν θέλετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο οι ακτίνες Χ από τους δίσκους γύρω από τις μαύρες τρύπες μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του σχήματος και της περιστροφής τους, ρίξτε μια ματιά σε ένα άρθρο από το Space Magazine από το 2003, το Iron Can Help προσδιορίζει εάν μια μαύρη τρύπα γυρίζει.
Πηγή: Δελτίο τύπου της NASA / Suzaku
