Mustad augud, need peibutavad ainsused, mis asuvad tuntud ja tundmatute otsas, üllatavad meid jätkuvalt oma käitumisega. Nagu sellised organisatsioonid nagu Event Horizon Telescope on selgeks teinud, ei tea me paljudest aukudest midagi hullemat ja veelgi hullem, me ei tea isegi seda, kui palju me ei tea.
Nüüd on teadlased täheldanud uut nähtust, mis lisab musta augu müstikat: kiiresti keerlev must auk, mis väljutab massilisi plasmaplekke.
Vaatlusalune must auk on osa binaarsest paarist nimega V404 Cygni. Must auk sööb oma kaaslase tähe, imeb selle massi akretsioonkettale ja väljub siis materjali kahe joa kaudu. See pole musta augu jaoks ebatavaline, kuigi kõigil neil pole joad. Kuid ebatavaline on düüside poolt väljutatava materjali ajastamine. Pideva voo asemel tuleb materjal välja kämpudena.
V404 Cygni asub Maast umbes 8000 valgusaasta kaugusel. Esmakordselt märgati seda 1989. aastal, kui see tõstis välja suure energiatarbega materjali ja radiatsiooni tohutu purse. Siis jäi see seisma 26 aastat.
Siis, 2015. aastal, süttis see uuesti ja Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) satelliit suutis seda suure energiaga gammakiirte abil uurida. Sellest sai taeva eredaim objekt gammakiirtes. INTEGRALi projekti teadlane Erik Kuulkers ütles toona:Selle allika käitumine on praegu erakordne, korduvate eredate valgussähvatustega, mis on lühemad kui tund, ja seda on teistes musta augu süsteemides harva näha.”
Mis toimus?
Kasulik on vaadata, kuidas sellised mustad augud tavaliselt töötavad. Musta augu massiivsus tõmbab materjali kaaslasest tähelt akretsioonkettale. Täiendusketas pöörleb, kuumeneb materjal ja põhjustab selle "sära". Osa materjalist ei jõua kunagi musta auku ja see eraldub düüside kaudu.
Nüüd edasi ja selgitust annab uus uuring, mis põhineb andmetel, mida mitmed vaatluskeskused kogusid 2015. aasta puhangu ajal.
“Puhangu ajal täheldasime üksikasju joaheite kohta, kui materjal väljutatakse musta augu läheduses väga suurel kiirusel, ”Ütleb ESA astrofüüsik Simone Migliari, kes on paberil kaasautor. “Näeme, et reaktiivlennukid väljuvad eri suundades vähem kui tunni aja jooksul, mis tähendab, et süsteemi sisemised piirkonnad pöörlevad üsna kiiresti.”
Jah, must auk sööb oma kaaslase tähte, imedes materjali akretsiooniketasse. Ja jah, osa ketta materjalist saadetakse düüsidena välja. Kuid uuringu kohaselt juhtub see ainult purunemistega, kuna mingil põhjusel on must auk oma akretsioonkettaga valesti joondatud.
„V404 Cygni puhul on erinev see, et meie arvates on materjali ketas ja must auk valesti paigutatud, "Ütleb dotsent James Miller-Jones Austraalia Curtini ülikooli rahvusvahelisest raadioastronoomia uuringute keskusest (ICRAR), kes on uue töö juhtiv autor.
“Tundub, et see põhjustab plaadi sisemise osa võnkumist nagu aeglustuvat ketravat ülaosa ja tulejoad väljuvad eri suundades, kuna see muudab orientatsiooni.”
Lainutamine tähendab, et materjal ei lange ühtlaselt musta auku. Puhangu ilmnemisel tähendab see, et suur kogus materjali on lühikese aja jooksul auku kukkunud. See suurendab akretsiooni ketta materjali hulka, põhjustades energiapuhangu.
INTEGRAL oli selle uuringu lahutamatu osa, kuna see jälgis V404 Cygni neli nädalat. Muud observatooriumid suutsid vaadata vaid paar tundi. INTEGRALi tähelepanekud võimaldasid teadlastel välja selgitada musta augu mehaanika, selle geomeetria ja energiatasandid ning luua seos sissetuleva ja väljavoolava materjali vahel.
“INTEGRAL-i abil saime V404 Cygni pidevalt neli nädalat vaadata, samal ajal kui teised suure energiatarbimisega satelliidid võisid teha vaid lühemaid pilte, ”Ütleb ESA INTEGRALi projekti teadlane Erik Kuulkers.
“Röntgenikiirguse andmed toetada mudelit, kus akretsiooniketta sisemine osa on ülejäänud süsteemi suhtes kallutatud, tõenäoliselt seetõttu, et musta augu spinn on kaldu kaastähe orbiidi suhtes, ”Selgitab Simone.
Jääb küsimus, miks see on valesti joondatud?
Vääranduse põhjuse kohta on ainult mõned esialgsed oletused. See võis olla supernoova.
Kuna musta augu ise lõi supernoova, võis see algne löök selle akretsioonketta ketta augu ja sisemise segmendi valesti viia. Seda näitavad nagunii simulatsioonid.
“Tulemused sobiksid stsenaariumiga, mida on uuritud ka hiljutistes arvutisimulatsioonides, kus akretsioonivool voolab musta augu läheduses ja joad võivad pöörduda koos, ”Ütleb Kuulkers.
“Me peaksime ootama sarnast dünaamikat kõigis tugevalt akrreeruvates mustades aukutes, mille spinn on sobimatult sissevoolu sissevooluga, ja universumi mustade aukude vaatluste tõlgendamisel peame arvestama erinevate reaktiivlennukite kaldenurkadega..”
Allikad:
- Uurimistöö: Kiirelt muutuv joa orientatsioon tähemassiga musta augu süsteemis VG404 Cygni
- Pressiteade: sülitav must auk
- ESA INTEGRAL missioon
- Pressiteade: koletise must auk ärkab üles 26 aasta pärast
