Чорная дзірка страляе ў космас струменямі плазмы

Новае даследаванне паказвае бруі з чорнай дзіркі 8000 светлавых гадоў ад паводзін раней невядомым спосабам.

Астраномы выявілі хутка размахваюцца бруі, якія ідуць з чорнай дзіркі амаль за 8000 светлавых гадоў ад Зямлі. Новае даследаванне, апублікаванае ў часопісе Nature, паказвае бруі з чорнай дзіры V404 Cygni, якія паводзяць сябе так, як ніколі раней не сустракаліся ў такія кароткія тэрміны.

Уражанне мастака ад V404 Cygni відаць зблізку. Бінарная зорная сістэма складаецца з звычайнай зоркі на арбіце з чорнай дзіркай. Матэрыял з зоркі падае ў бок чорнай дзіркі і спіралі ўнутр у дыме, які ўтвараецца з унутраных абласцей, блізкіх да чорнай дзіркі (ICRAR)

Здаецца, гэтыя бруі імкліва круцяцца з хуткаходных плазменных аблокаў - магчыма, яны разыгрываюцца ў некалькіх хвілінах - ідуць у чорную дзірку ў розныя бакі.

Вядучы аўтар, дацэнт Джэймс Мілер-Джонс з вузла ўніверсітэта Керцін Міжнароднага цэнтра даследаванняў радыёастраноміі (ICRAR), кажа, што гэтыя чорныя дзіркі з'яўляюцца аднымі з самых экстрэмальных аб'ектаў у Сусвеце. Ён дадае: "Гэта адна з самых неардынарных сістэм з чорнай дзіркай, якую я калі-небудзь сутыкаўся.

Рэнтгенаўскае святло пераклікаецца з вывяржэннем новай 2015 года (Эндру Бірдмор (Універсітэт Лестера) і НАСА / Свіфт)

"Як і многія чорныя дзіркі, ён сілкуецца бліжэйшай зоркай, выцягваючы газ ад зоркі і ўтвараючы дыск матэрыялу, які пад цяжарам акружае чорную дзірку і спіралі да яе.

V404 Cygni быў упершыню ідэнтыфікаваны як чорная дзірка ў 1989 годзе, калі ён выпусціў вялікі выбух бруі і радыяцыі, пасля чаго астраномы выявілі папярэднія выбухі ў назіраннях 1938 і 1956 гадоў.

Мілер-Джонс працягвае: "У V404 Cygni адрозненне складаецца ў тым, што мы думаем, што дыск матэрыялу і чорная дзірка няроўныя.

"Здаецца, унутраная частка дыска хістаецца, як спінінг, і ў розных напрамках страляе струменямі, змяняючы арыентацыю".

У 2015 годзе, калі V404 Cygni перажыў яшчэ адзін вельмі яркі выбух, які доўжыўся два тыдні - тэлескопы па ўсім свеце праходзілі навучанне па вывучэнні таго, што адбываецца. Гэта дало камандзе мноства дадзеных, каб зрабіць свае назіранні.

Як адзначае Мілер-Джонс: "Усе выскачылі на выбух, з дапамогай тэлескопаў.

"Такім чынам, у нас ёсць дзіўнае назіранне."

Уражанне мастака аб рэактыўных выкідах ў V404 Cygni. З дапамогай нашых радыётэлескопаў мы бачым асобныя светлыя воблакі плазмы, якія былі выкінуты з самых унутраных рэгіёнаў і перанакіраваны надзьмутым унутраным аккреционным дыскам (ICRAR)

Калі дацэнт Мілер-Джонс і яго каманда вывучылі чорную дзірку, яны ўбачылі, як яе самалёты паводзяць сябе ўнікальным - ніколі раней не назіраным - спосабам

Традыцыйна, як мяркуюць, самалёты выбухаюць проста з палюсоў чорных дзірак, у той час як рэактыўныя сігналы Сігні V404 у розныя часы стралялі ў розныя бакі. Бруі таксама мянялі кірунак вельмі хутка - на працягу не больш за пару гадзін.

Дацэнт Мілер-Джонс сказаў, што змена руху бруі выклікана нагнаеннем дыска - круціцца дыск звышмагутнай матэрыі, які кружыцца вакол чорнай дзіркі перад падзеннем на яе паверхню.

Нарастальны дыск Cygni ў шырыню 10 мільёнаў кіламетраў, а ўнутраны некалькі тысяч кіламетраў быў "раздуты" і вагаўся падчас яркай выбліску.

Прыклад прэцэсіі, які паказвае, як унутраная частка нарастаючага дыска можа змяняць вуглавую арыентацыю, скручваючы бруі, якія ён выпраменьвае

Мілер-Джонс удакладняе: "Унутраная частка нарастаючага дыска папярэднічала - мяняючы вуглавую арыентацыю - і эфектыўна цягнуць бруі вакол сябе.

"Вы можаце думаць пра гэта як хістанне спінінга, паколькі ён запавольваецца - толькі ў гэтым выпадку ваганне выклікана тэорыяй агульнай адноснасці Эйнштэйна".

Рашэнне хуткаснай размытасці з дапамогай радыётэлескопаў

У ходзе даследавання былі выкарыстаны назіранні з вельмі доўгага базавага масіва (VLTA) - радыётэлескопа памерам на кантыненце, які складаецца з 10 страў па ўсёй тэрыторыі ЗША, ад Віргінскіх выспаў на Карыбскім моры да Гаваяў.

Адзін з шматлікіх тэлескопаў VLBA ў даліне Оўэнс, штат Каліфорнія (NRAO)

Сааўтар Аляксей Тэтарэнка - нядаўні выпускнік доктара універсітэтаў Альберты і ў цяперашні час супрацоўнік абсерваторыі Усходняй Азіі, які працуе на Гаваях, - тлумачыць, што той факт, што самалёты мянялі кірунак так хутка, азначае, што навукоўцам давялося выкарыстоўваць зусім іншы падыход радыё назірання.

Яна кажа: "Звычайна радыётэлескопы вырабляюць адно малюнак за некалькі гадзін назірання." Але гэтыя бруі мяняліся так хутка, што ў чатырохгадзінным малюнку мы проста ўбачылі размытасць.

"Гэта было падобна на тое, каб паспрабаваць сфатаграфаваць вадаспад з хуткасцю засаўкі на адну секунду". Замест гэтага даследчыкі стварылі 103 асобныя выявы, даўжыня якіх каля 70 секунд, і аб'ядналі іх разам у кіно ".

Глабальнае месцазнаходжанне VLBA (http://www.astronomynotes.com/telescop/)

Цятарэнка заключае: "Толькі дзякуючы гэтаму мы змаглі ўбачыць гэтыя змены за вельмі кароткі тэрмін".

Суаўтар даследавання д-р Джэма Андэрсан, які таксама заснаваны ў вузле Універсітэта Керціна ICRAR, мяркуе, што назіраецца хістанне ўнутранага акрэсаванага дыска можа адбыцца і ў іншых экстрэмальных падзеях у Сусвеце.

Яна кажа: "Кожны раз, калі вы атрымаеце перакос паміж спіной чорнай дзіркі і матэрыялам, які трапляе, вы маглі б разлічваць на гэта, калі чорная дзірка пачне падаваць вельмі хутка.

"Гэта можа ўключаць у сябе кучу іншых яркіх, выбуховых падзей у Сусвеце, такіх як звышмасіўныя чорныя дзіркі, якія кормяць вельмі хутка, альбо прычыны разбурэння прыліву, калі чорная дзірка рэжа зорку".

Арыгінальнае даследаванне: http://dx.doi.org/10.1038/s41586-019-1152-0