Čierne diery, tie okúzľujúce singularity, ktoré sedia na priepasti známych a neznámych, nás svojím správaním stále prekvapujú. Ako organizácie ako Event Horizon Telescope objasnili, o dierach toho veľa nevieme a ešte horšie je, že ani nevieme, koľko nevieme.
Vedci teraz pozorovali nový fenomén, ktorý zvyšuje mystiku čiernej diery: rýchlo sa otáčajúcu čiernu dieru, ktorá vypudzuje obrovské krvné plazmy.
Príslušná čierna diera je súčasťou binárneho páru s názvom V404 Cygni. Čierna diera jedí svoju sprievodnú hviezdu, nasáva svoju hmotu na svoj narastajúci disk a potom pomocou dvoch trysiek vyhodí materiál von. To nie je neobvyklé pre čiernu dieru, hoci nie všetky majú trysky. Čo je však nezvyčajné, je načasovanie materiálu, ktorý trysky vyhodili. Namiesto stálych prúdov materiál vychádza kvapky.
V404 Cygni je vzdialený asi 8 000 svetelných rokov od Zeme. Prvý krát bol objavený v roku 1989, keď vylúčil enormný výbuch vysokoenergetického materiálu a žiarenia. Potom 26 rokov spalo.
Potom, v roku 2015, sa znovu rozhorel a satelit Európskej vesmírnej agentúry (ESA) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) bol schopný to študovať v vysokoenergetických gama lúčoch. V gama lúčoch sa stal najjasnejším objektom na oblohe. Vedec projektu INTEGRAL Erik Kuulkers vtedy povedal: „Správanie tohto zdroja je v súčasnosti výnimočné: opakované jasné záblesky svetla na časových mierkach kratšie ako hodinu, čo je zriedkavo vidieť v iných systémoch čiernych dier.”
Čo sa dialo?
Je užitočné pozrieť sa, ako zvyčajne čierne diery fungujú. Masívna gravitácia čiernej diery vtiahne materiál z jeho spoločníckej hviezdy do jej akrečného disku. Akrečný disk sa točí, zohrieva materiál a spôsobuje jeho „žiarenie“. Časť materiálu nikdy nedosiahne čiernu dieru a je emitovaná prúdom.
Vysvetlenie predstavuje nová štúdia založená na údajoch zozbieraných počas výbuchu v roku 2015 prostredníctvom viacerých observatórií.
“Počas výbuchu sme pozorovali podrobnosti o emisiách z trysiek, keď bol materiál vytlačený veľmi vysokou rýchlosťou z blízkosti čiernej diery.“Hovorí Simone Migliari, astrofyzikka v ESA, ktorá je spoluautorom článku. "Vidíme trysky vystrelené rôznymi smermi v časovom rámci kratšom ako hodinu, čo znamená, že vnútorné oblasti systému sa otáčajú pomerne rýchlo.”
Áno, čierna diera jesť svoju sprievodnú hviezdu a nasáva materiál na svoj akrečný disk. A áno, časť materiálu na disku je vytlačená tryskami. Podľa štúdie sa to však deje iba v prasknutiach, pretože z nejakého dôvodu je čierna diera zarovnaná s vlastným narastajúcim diskom.
„Vo V404 Cygni sa líši to, že si myslíme, že kotúč materiálu a čierna diera sú nesprávne zarovnané, “Hovorí docent, profesor James Miller-Jones z Medzinárodného centra pre výskum astronómie (ICRAR) na austrálskej univerzite v Curtine, ktorý je hlavným autorom novej práce.
“Zdá sa, že to spôsobuje, že vnútorná časť disku sa rozkmitá ako rotujúca horná časť, ktorá sa spomaľuje, a pri zmene orientácie streľby prúdia rôznymi smermi..”
Wobbling znamená, že materiál nespadá rovnomerne do čiernej diery. Keď dôjde k výbuchu, znamená to, že v krátkom časovom období do otvoru vniklo veľké množstvo materiálu. To zvyšuje množstvo materiálu v narastajúcom disku a spôsobuje výbuch energie.
INTEGRAL bol neoddeliteľnou súčasťou tejto štúdie, pretože sledoval V404 Cygni štyri týždne. Ostatné observatóriá boli schopné sledovať iba niekoľko hodín. Pozorovania INTEGRAL-u vedcom umožnili zistiť mechaniku čiernej diery, jej geometriu a hladinu energie a vytvoriť súvislosť medzi prítokom a odtokom materiálu.
“S programom INTEGRAL sme boli schopní sledovať V404 Cygni nepretržite štyri týždne, zatiaľ čo iné vysokoenergetické satelity mohli zachytiť iba kratšie snímky.“, Hovorí Erik Kuulkers, vedec projektu INTEGRAL v ESA.
“Röntgenové údaje podporovať model, kde vnútorná časť akréčneho disku je naklonená vzhľadom na zvyšok systému, s najväčšou pravdepodobnosťou v dôsledku naklonenia čiernej diery vzhľadom na obežnú dráhu sprievodnej hviezdy, “Vysvetľuje Simone.
Otázkou zostáva, prečo je nevyrovnaná?
Existuje len niekoľko predbežných odhadov, pokiaľ ide o príčinu nevyrovnania. Mohla to byť supernova.
Pretože samotná čierna diera bola vytvorená pomocou supernovy, tento počiatočný kop mohol spôsobiť nesprávne zarovnanie diery a vnútorného segmentu jej narastajúceho disku. To je aj to, čo ukazujú simulácie.
“Výsledky by sa hodili do scenára, ktorý sa skúmal aj v nedávnych počítačových simuláciách, kde sa tok narastania v blízkosti čiernej diery a prúdy môžu otáčať spolu“, Hovorí Kuulkers.
“Mali by sme očakávať podobnú dynamiku v každej silne narastajúcej čiernej diere, ktorej rotácia je nevyrovnaná s prúdiacim plynom, a pri interpretácii pozorovaní čiernych dier v celom vesmíre budeme musieť zohľadniť rôzne uhly sklonu trysky..”
Zdroj:
- Výskumný článok: Rýchlo sa meniaca orientácia lúča v systéme čiernych dier v Hviezdnej hmote VG404 Cygni
- Tlačová správa: Pľuvateľná čierna diera
- Misia ESA INTEGRAL
- Tlačová správa: Monster Black Hole sa prebudí po 26 rokoch
