Koncept trysky s čiernymi dierami nie je nový, ale stále sa musíme veľa dozvedieť o zmesi častíc nachádzajúcich sa v ich blízkosti. Použitím XMM-Newtonského observatória ESA sa astronómovia pozerali na čiernu dieru v našej galaxii a našli prekvapivé výsledky.
Ako vieme, čierne diery s hviezdnou hmotou prijímajú materiály od blízkych hviezd. Hmota z týchto sprievodných hviezd sa odtiahne od materského tela smerom k čiernej diere a vyžaruje teplotu tak intenzívnu, že vyžaruje röntgenové lúče. Čierna diera však nepožíva vždy všetko, čo sa jej dostane do cesty. Niekedy odmietajú malé časti tejto prichádzajúcej omše a vytlačia ju vo forme súboru silných prúdov. Tieto trysky tiež napájajú okolie, uvoľňujú masu aj energiu ... okrádajú čiernu dieru paliva.
Štúdiom zloženia prúdov sú vedci schopní lepšie určiť, čo sa dostane do čiernej diery a čo nie. Na základe pozorovaní pri rádiovej vlnovej dĺžke elektromagnetického spektra sme videli elektróny, ktoré sa krútia takmer rýchlosťou svetla. Nebolo však jasne stanovené, či je záporný náboj elektrónov doplnený ich antičasticami, pozitrónmi alebo skôr ťažšími pozitívne nabitými časticami v tryskách, ako sú protóny alebo atómové jadrá. “ S energiou XMM-Newton za nimi mali astronómovia príležitosť preskúmať binárny systém s čiernymi dierami s názvom 4U1630–47 - kandidát, o ktorom je známe, že má neočakávané výbuchy röntgenových lúčov pre segmenty času, ktoré trvajú mesiace a roky.
„V našich pozorovaniach sme našli známky vysoko ionizovaných jadier dvoch ťažkých prvkov, železa a niklu,“ hovorí María Díaz Trigo z európskeho južného observatória v Mníchove v Nemecku, vedúca autorka príspevku uverejneného v časopise Nature. "Tento objav bol prekvapením - a dobrým, pretože ukazuje, že zloženie trysiek s čiernymi dierami je nepochybne oveľa bohatšie ako len elektróny."
V priebehu septembra 2012 tím astronómov vedený Dr. Díazom Trigom a spolupracovníkmi pozoroval 4U1630–47 s XMM-Newton. Svoje pozorovania tiež podporili takmer simultánnymi rádiovými pozorovaniami získanými z austrálskeho teleskopu Compact Array. Aj keď sa štúdie uskutočňovali blízko seba - len za pár týždňov - výsledky sa nemohli líšiť.
Podľa tímu Triga počiatočný súbor pozorovaní zachytil röntgenové podpisy z akrečného disku, ale v rádiovom pásme nedošlo k žiadnej aktivite. Je to indikátor toho, že prúdy neboli v tom čase aktívne. Avšak v druhom súbore pozorovaní bola aktivita v röntgenovom aj rádiovom vysielaní ... trysky sa znova zapli! Pri skúmaní röntgenových údajov z druhej sady tiež našli železné jadrá v pohybe. Tieto častice sa pohybovali smerom k XMM-Newton a od neho - dôkaz, že ióny boli súčasťou dvojitých prúdov namierených v opačných smeroch. To však nie je všetko. Existovali tiež dôkazy o tom, že jadrá niklu smerovali k observatóriu.
„Z týchto„ odtlačkov prstov “železa a niklu by sme mohli preukázať, že rýchlosť prúdu je veľmi vysoká, približne dve tretiny rýchlosti svetla,“ hovorí spoluautor James Miller-Jones z uzla Curtin University na Medzinárodné centrum pre výskum astronómie v Perthe v Austrálii.
„Prítomnosť ťažkých atómových jadier v tryskách s čiernymi dierami navyše znamená, že množstvo a energia sa odvádzajú z čiernych dier v oveľa väčšom množstve, ako sme si doteraz mysleli, čo môže mať vplyv na mechanizmus a rýchlosť, akou čierna diera narastá, “dodáva spoluautorka Simone Migliari z University of Barcelona v Španielsku.
Ohromujúce nové zistenia? No ... áno. V prípade čiernej diery typickej pre hviezdnu hmotu je to prvýkrát, keď sa v tryskách zistili ťažké jadrá. V súčasnosti existuje len jeden ďalší röntgenový lúč, ktorý vo svojich tryskách vykazuje podobné podpisy z atómových jadier - zdroj známy ako SS 433. Tento systém čiernych dier sa však vyznačuje nezvyčajne vysokou mierou narastania, ktorá sa je ťažké porovnávať jeho vlastnosti s vlastnosťami bežných čiernych dier. ““ Prostredníctvom týchto nových pozorovaní 4U1630–47 budú astronómovia schopní vyplniť informačné medzery o tom, čo spôsobuje, že sa na diskrétnych diskoch čiernej diery vyskytujú prúdy a čo ich poháňa.
„Aj keď teraz vieme veľa o čiernych dierach a o tom, čo sa deje okolo nich, formovanie trysiek je stále veľká záhada, takže toto pozorovanie je významným krokom vpred v porozumení tohto fascinujúceho fenoménu,“ hovorí Norbert Schartel, XMM-Newton ESA Projektový vedec.
Pôvodný zdroj článku: Tlačová správa ESA.
