A fekete lyukak, azok a csábító szingularitások, amelyek az ismert és ismeretlen csapadékon ülnek, viselkedésükkel továbbra is meglepnek. Ahogyan az olyan szervezetek, mint az Event Horizon Teleszkóp, világossá tették, sokat nem tudunk a lyukakról, és ennél is rosszabbat még azt sem tudunk, hogy mennyit nem tudunk.
Most a tudósok megfigyelték egy új jelenséget, amely növeli a fekete lyuk rejtélyét: egy gyorsan forgó fekete lyuk, amely hatalmas plazmafoltokat dob ki.
A kérdéses fekete lyuk a V404 Cygni nevű bináris pár része. A fekete lyuk megeszi társa csillagát, a tömegét beszívja az akkumulációs tárcsába, majd az anyagot két fúvóka segítségével üríti ki. Ez nem szokatlan a fekete lyuk esetében, bár nem mindegyiknél van fúvóka. De ami szokatlan, a fúvókák által kibocsátott anyag ütemezése. A folyamatos áramlás helyett az anyag foltokban jelenik meg.
A V404 Cygni mintegy 8000 fényévnyire van a Földtől. Elsőként 1989-ben fedezték fel, amikor a nagy energiatartalmú anyag és a sugárzás óriási kitörését kitoloncolta. Aztán 26 évig nem működött.
Aztán, 2015-ben, újra felbomlott, és az Európai Űrügynökség (ESA) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) műholdja nagy energiájú gamma-sugarakban tudta tanulmányozni. A gamma sugarakban az ég legvilágosabb tárgyává vált. Abban az időben, az INTEGRAL projekttudós, Erik Kuulkers azt mondta:Ennek a forrásnak a viselkedése jelenleg rendkívüli: az egy óránál rövidebb időmérő ismételt erős villanásokkal, amit ritkán lehet megfigyelni más fekete lyuk rendszerekben.”
Mi folyik itt?
Hasznos megnézni, hogy az ilyen fekete lyukak hogyan működnek. A fekete lyuk hatalmas gravitációja húzza az anyagot a társ csillagától az akkumulációs korongjába. Az akkumulációs tárcsa forog, felmelegíti az anyagot, és így „ragyog”. Az anyag egy része soha nem éri el a fekete lyukat, és fúvókák útján kerül kibocsátásra.
Gyors előretekintés mostanáig, és egy új tanulmány magyarázatot ad a több megfigyelőközpont által a 2015. évi kitörés során összegyűjtött adatok alapján.
“A kitörés során megfigyeltük a sugárhajtómű kibocsátásának részleteit, amikor az anyag nagyon nagy sebességgel szállt ki a fekete lyuk közelében”- mondta Simone Migliari, az ESA asztrofizikusa, aki a papír társszerzője. „Láthatjuk, hogy a fúvókák különböző irányokba rohannak egy óránál rövidebb időtartamon, ami azt jelenti, hogy a rendszer belső részei elég gyorsan forognak.”
Igen, a fekete lyuk megeszi társa csillagát, és beszívja az anyagot az akkumulációs korongjába. És igen, a lemezen lévő anyag egy részét fúvókákkal ürítik ki. De a tanulmány szerint ez csak törtekben történik, mert valamilyen okból kifolyólag a fekete lyuk nem igazodik a saját akkumulációs korongjához.
„A V404 Cygni esetében az a különbség, hogy úgy gondoljuk, hogy az anyagtárcsa és a fekete lyuk nem igazodnak egymáshoz”- mondja James Miller-Jones, egyetemi docens, az ausztráliai Curtin Egyetem Rádiócsillagászati Kutatóközpontjának (ICRAR), aki az új cikk vezető szerzője.
“Ez úgy tűnik, hogy a lemez belső része úgy hullámzik, mint egy lassuló forgófej, és a tűzfúvókák különböző irányokba távoznak, mivel az megváltoztatja az irányt.”
A hullámzás azt jelenti, hogy az anyag nem esik egyenletes sebességgel a fekete lyukba. Ha kitörés jelentkezik, ez azt jelenti, hogy rövid idő alatt nagy mennyiségű anyag esett a lyukba. Ez növeli az akkumulációs korong anyagmennyiségét, ami energia kitörést okoz.
Az INTEGRAL szerves részét képezte ennek a tanulmánynak, mert négy hétig figyelt a V404 Cygni-t. Más obszervatóriumok csak néhány órát tudtak figyelni. Az INTEGRAL megfigyelései lehetővé tették a tudósok számára, hogy kitalálják a fekete lyuk mechanikáját, geometriáját és energiaszintjét, valamint hogy összekapcsolják a beáramló és kiáramló anyagot.
“Az INTEGRAL segítségével négy héten át folyamatosan megnézhetjük a V404 Cygni-t, míg más nagy energiájú műholdak csak rövidebb pillanatképeket tudtak készíteni.”- mondta Erik Kuulkers, az ESA INTEGRAL projekttudós.
“A röntgen adatok támogassa a modellt, ahol az akkumulációs tárcsa belső része a rendszer többi részéhez képest megdöntött, valószínűleg azért, mert a fekete lyuk centrifugálása a társcsillag körüli pályájához képest ferde”- magyarázza Simone.
Továbbra is felmerül a kérdés, miért van rosszul igazítva?
Csak néhány előzetes feltételezés van az eltérés okáról. Lehet, hogy egy szupernóva.
Mivel maga a fekete lyuk egy szupernóva által létrehozott, ez a kezdeti rúgás az akkumulációs korong lyukának és belső szegmensének téves beállításához vezethet. A szimulációk egyébként ezt mutatják.
“Az eredmények illeszkednek egy olyan forgatókönyvhöz, amelyet a legújabb számítógépes szimulációkban is megvizsgáltak, ahol az akkumulációs áramlás a fekete lyuk közelében és a fúvókák együtt foroghatnak”- mondja Kuulkers.
“Hasonló dinamikát kell várnunk minden erősen akkreditáló fekete lyukban, amelynek centrifugája nem igazodik a beáramló gázhoz, és figyelembe kell vennünk a fúvókák eltérő dőlésszögeit az egész világegyetem feletti fekete lyukak megfigyelésekor..”
Forrás:
- Kutatási cikk: A VG404 Cygni csillagtömegű fekete lyuk rendszerében gyorsan változó sugárhajtású tájolás
- Sajtóközlemény: Egy köpködő fekete lyuk
- Az ESA INTEGRAL missziója
- Sajtóközlemény: A Monster Black Hole felébred 26 év után
