Pamatyta tolimos galaktikos juodoji skylė netikėtai užsidegė

Aktyviosios juodosios skylės, esančios tolimosios galaktikos GSN 069 šerdyje, rentgeno vaizdas, nutolęs maždaug už 250 milijonų šviesmečių. Viršutinėje animacijos dalyje pateikiami stebėjimai iš ESA rentgeno kosminio teleskopo XMM-Newton. Apatinėje dalyje esantis grafikas rodo juodosios skylės rentgeno spinduliuotės pokyčius, palyginti su jos „ramybės būsena“. Skaitykite daugiau apie šį vaizdą, pateiktą per ESA / XMM-Newton / G. Miniutti ir M. Giustini.

ESA sakė 2019 m. Rugsėjo 11 d., Kad jos rentgeno kosminis teleskopas „XMM-Newton“ aptiko dar niekad nematytus periodinius rentgeno spinduliuotės pliūpsnius iš milžiniškos juodosios skylės tolimoje galaktikoje. Šie mokslininkai pareiškime teigė, kad raketos:

... galėtų paaiškinti kai kuriuos mįslingus aktyvių juodųjų skylių elgesį

Aktyviosios juodosios skylės yra tos, kurios vis dar aktyviai praryja medžiagas - žvaigždes, dujas, dulkes -, kurias tiekia jų namų galaktikos. Mes linkę į tolimas galaktikas pamatyti aktyvias supermasyvias juodąsias skylutes - tokias, kaip pastebėta, kad liepsnoja galaktikoje, vadinamoje GSN 069, esančioje maždaug už 250 milijonų šviesmečių - priešingai nei ramiau esančios supermasyviosios juodosios skylės mūsų centre. nuosavas Paukščių Takas (nors, atrodo, net centrinė juodoji skylė Paukščių Tave ką nors supykdė šių metų pradžioje). Iš GSN 069 centrinės juodosios skylės matomų raketų astronomai teigė:

2018 m. Gruodžio 24 d. Buvo pastebėta, kad šaltinis staiga padidina savo ryškumą net iki 100 kartų, tada per valandą pritemsta iki normalaus lygio ir vėl dega po devynių valandų.

Giovanni Miniutti iš Centro de Astrobiología, Madride, Ispanijoje, yra pagrindinis naujojo straipsnio, paskelbto rugsėjo 11 d. Recenzuojamame žurnale „ Nature“, autorius. Jis pasakė:

Tai buvo visiškai netikėta. Milžiniškos juodosios skylės reguliariai mirksi kaip žvakė, tačiau greiti, pasikartojantys pokyčiai, pastebimi GSN 069 nuo gruodžio mėnesio, yra kažkas visiškai naujo.

Po to, kai sukosi žodis, kad ši juodoji skylė liepsnojo, kiti teleskopai buvo pasukti jos kryptimi. „XMM-Newton“ stebėjo stebėjimus per kitus porą mėnesių, kaip ir NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija. Šie teleskopai patvirtino:

... kad tolima juodoji skylė tebelaikė tempą ir kas devynis valandas skleidė beveik periodinius rentgeno spindulius.

Naująjį reiškinį tyrėjai vadina kvazperiodiniais išsiveržimais (QPE).

Aktyviosios galaktikos GSN 069 optinis ir rentgeno vaizdas. Plačiau apie šį vaizdą. Vaizdas per ESA.

Tikriausiai esate girdėję, kad juodosios skylės yra juodos, nes jokia šviesa negali jų išvengti. Taigi, ką daro liepsna? Žybsniai kyla iš sukaupimo proceso. Tai įvyksta prieš pat dujoms, dulkėms ar žvaigždžių šiukšlėms nukrypus į negrįžimo vietą, vadinamą įvykio horizontu. Prieš šį galutinį pasinėrimą į įvykio horizontą, medžiaga suformuoja suplanuotą besisukančios medžiagos žiedą, vadinamą įbrėžimo disku. Miniutti paaiškino, kad rentgeno spinduliai:

… Gaunami iš medžiagos, kuri yra prikabinama prie juodosios skylės ir kuri įkaista.

Akrifikacijos diske yra įvairių mechanizmų, galinčių sukelti tokio tipo kvazperiodinį signalą, potencialiai susietą su akrecijos srauto nestabilumu arti centrinės juodosios skylės.

Arba išsiveržimai gali atsirasti dėl disko medžiagos sąveikos su antruoju korpusu - dar viena juodoji skylė arba galbūt žvaigždės liekana, kurią anksčiau išardė juodoji skylė.

Giovanni ir kolegos teigė, kad nors šio reiškinio niekas anksčiau ir nepastebėjo, periodiniai paūmėjimai, tokie kaip ką tik matyti, gali būti paplitę visatoje. Jų pareiškime paaiškinta:

Gali būti, kad šis reiškinys anksčiau nebuvo identifikuotas, nes dauguma juodųjų skylių tolimų galaktikų branduoliuose, kurių masė nuo saulės yra nuo milijonų iki milijardų kartų didesnė už mūsų saulės masę, yra daug didesnės nei GSN 069, kurios yra tik apie 400 000 kartų masyvesnė už mūsų saulę.

Kuo didesnė ir masyvesnė juodoji skylė, tuo lėtesni ryškumo svyravimai, kuriuos ji gali rodyti, taigi tipiška supermasyvi juodoji skylė išsiveržtų ne kas devynias valandas, bet kas kelis mėnesius ar metus. Tai aptiktų mažai tikėtiną, nes stebėjimai retai apima tokį ilgą laiko tarpą.

Jie teigė, kad kvazi-periodiniai išsiveržimai, tokie kaip GSN 069, galėtų būti natūralus pagrindas aiškinti kai kuriuos mįslingus modelius, pastebėtus didelėje dalyje aktyvių juodųjų skylių, kurių ryškumas atrodo per greitai kintantis, kad būtų lengvai paaiškinamas dabartiniais teoriniais modeliais. Miniutti sakė:

Mes žinome apie daugybę masyvių juodųjų skylių, kurių ryškumas per keletą dienų ar mėnesių padidėja arba sumažėja dėl labai didelių veiksnių, nors mes tikėtume, kad jos kinta daug lėčiau.

Bet jei šioks toks kintamumas atitinka išsiveržimų kilimo ar nuosmukio fazes, panašias į tas, kurios aptiktos GSN 069, tada natūraliai būtų galima atsižvelgti į greitą šių sistemų kintamumą, kuris šiuo metu atrodo neįmanomas.

Nauji duomenys ir tolesni tyrimai parodys, ar ši analogija iš tikrųjų egzistuoja.

Rentgeno spinduliai iš aktyviosios galaktikos GSN 069. Daugiau apie šį vaizdą. Vaizdas per ESA / XMM-Newton; NASA / CXC; G. Miniutti (CAB, CSIC-INTA, Ispanija).

Pusiau periodiniai išsiveržimai, pastebėti „GSN 069“, taip pat galėtų paaiškinti kitas intriguojančias savybes, pastebėtas rentgeno spinduliuotėje iš beveik visų ryškių, akcentuojančių supermasyvių juodųjų skylių, apie kurias galite perskaityti ESA kosmoso naujienose.

Kol kas ši astronomų komanda bando organizuoti tolimosios galaktikos GSN 069 tyrimus; pavyzdžiui, jie bando tiksliai nustatyti šias galaktikos savybes tuo metu, kai pirmą kartą buvo nustatyti periodiniai išsiveržimai. Norbertas Schartelis, ESA XMM-Newton projekto mokslininkas, sakė:

GSN 069 yra nepaprastai patrauklus šaltinis, turintis potencialą tapti etalonu juodųjų skylių kaupimosi srityje.

Pasak jų, žinant, ko ieškoti, jie taip pat padės efektyviau naudoti rentgeno teleskopus, tokius kaip XMM-Newton ir Chandra, ieškoti kvaziperiodinių išsiveržimų iš kitų supermasyvių juodųjų skylių kitose tolimose galaktikose. Tyrimo bendraautorė Margherita Giustini iš Madrido „Centro de Astrobiología“ sakė, kad tikslas yra:

... norint geriau suprasti šio naujo reiškinio fizinę kilmę.

Apatinė eilutė: 2018 m. Pabaigoje buvo matoma, kad supernatūrali juodoji skylė galaktikoje GSN 069 - nutolusi maždaug 250 milijonų šviesmečių - staiga padidina savo ryškumą iki koeficiento 100, o vėliau per vieną valandą sumažėja iki normalaus lygio, ir vėl degs po devynių valandų. Nuo to laiko ji tęsė šiuos beveik periodinius paūmėjimus. Mokslininkai nori žinoti, kas juos sukelia.

Šaltinis: devynių valandų rentgeno spindulių kvazideraciniai išsiveržimai iš mažos masės juodosios skylės galaktikos branduolio

Per ESA