Astronoomid on leidnud supermassiivse musta augu (SMBH), millel on ebatavaliselt regulaarne söötmisgraafik. Behemot on aktiivne galaktiline tuum (AGN), mis asub Seyfert 2 galaktika GSN 069. keskmes. AGN asub Maast umbes 250 miljoni valgusaasta kaugusel ja sisaldab umbes 400 000 korda Päikese massi.
Astronoomide meeskond kasutas SMBH röntgenkiirguse jälgimiseks ESA XMM-Newtoni ja NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskust. Umbes iga 9 tunni järel süttib must auk eredalt koos röntgenikiirtega, kui materjal sinna tõmmatakse. Astronoomid on leidnud kaks muud tähemassiga musta auku, mis põlevad regulaarselt, kui nad toituvad, kuid sellist korrapärasust supermassiivses mustas augus pole kunagi varem nähtud.
"See must auk on söögikavas nagu me pole kunagi varem näinud."
Giovanni Miniutti, juhtiv autor, ESA Astrobioloogia Keskus, Hispaania.
Selle avastuse ülevaade on avaldatud ajakirjas Nature ja see kannab pealkirja “Üheksatunnised röntgenkiirte kvaasperioodilised pursked väikese massiga musta augu galaktika tuumas.” Juhiautor on Giovanni Miniutti ESA Hispaania astrobioloogiakeskusest. Paberi kohaselt tarbib SMBH kolm korda päevas umbes neli kuud väärt materjali. See tähendab, et iga kord, kui must auk toidetakse, kulutab see umbes miljon miljardit naela materjali.
"See must auk on söögiplaanil, nagu me pole kunagi varem näinud," ütles Miniutti pressiteates. "See käitumine on nii enneolematu, et me pidime selle kirjeldamiseks välja panema uue väljendi:" Kvaasperioodilised röntgenipursked "."
Selle SMBH röntgenkiirgust on teada ja täheldatud alates 2010. aasta juulist, kuid see oli püsiv. Uus paber põhineb 54-päevasel vaatluspäeval, mis algab detsembris 2018, alustades ESA XMM-Newtoni vaatluskeskusest. See vaatluskeskus leidis 24. detsembril aset kaks purset. Jaanuaris leidis XMM-Newton neist tavalistest purunemistest veel kolm.
Seejärel taotlesid astronoomid NASA Chandra observatooriumiga uurimiseks rohkem aega. Chandra täheldas neid sündmusi veel viis. Praeguste regulaarsete pursete ajal suureneb röntgenkiirte kiirgusaktiivsus röntgenkiirguse kiirguse taustal kahe suurusjärgu võrra. Iga süttimine kestab veidi üle tunni ja toimub iga üheksa tunni järel.
"Kombineerides nende kahe röntgenikiirguse vaatluskeskuse andmeid, oleme jälginud neid perioodilisi puhanguid vähemalt 54 päeva jooksul," ütles Hispaania autor Madridis asuva Euroopa kosmoseastronoomiakeskuse kaasautor Richard Saxton. "See annab meile ainulaadse võimaluse olla tunnistajaks aine voolule ülitäpse musta auku, mis korduvalt kiirendab ja aeglustab."
Kõigi nende puhangute ajal on röntgenikiirgus 20 korda heledam kui vaiksetel perioodidel. Samuti tõuseb langeva gaasi temperatuur. See tõuseb umbes 1 miljonilt Fahrenheiti kraadilt vaiksematel perioodidel 2,5 miljoni Fahrenheiti kraadini rakettide ajal. Kõrgem temperatuur on enam-vähem sama mis gaasi temperatuur enamiku aktiivselt kasvavate SMBH-de ümber.
Nende regulaarsete ägenemiste põhjus pole teada. Kuum 2,5 miljoni kraadi F-gaasi ümbritsev GSN 069 on samal temperatuuril kui teised SMBH-d ümbritsev gaas. See on mõistatus, kuna see on lihtsalt liiga kuum, et saada materjalist, mis ümbritseb musti auke. Kuid GSN 069 on ainulaadne võimalus seda nähtust uurida, sest kuum gaas, mis korduvalt moodustub, kaob siis.
Tavaliselt põhjustab see kuum gaas tähe laiali rebimise ja musta augu tarbimise, või nii arvavad astronoomid. Kuid GSN 069 eksponeeritud regulaarsus on mõistatus.
"Me arvame, et röntgenkiirguse kiirgus on täht, mille must auk on osaliselt või täielikult lahti rebinud ja aeglaselt vähehaaval tarbib," ütles kaasautor Margherita Giustini, samuti ESA Astrobioloogia keskusest. "Kuid mis puudutab korduvaid purskeid, siis see on hoopis teine lugu, mille päritolu tuleb uurida täiendavate andmete ja uute teoreetiliste mudelitega."
Jällegi on supermassiivse musta augu nägemine tähelt gaasi tarbimine midagi uut. Pea kraapijaks on GSN 069 põletamise regulaarsus. Uuringu autorid pakuvad SMBH tavapärase söötmiskava jaoks kahte võimalikku selgitust:
- Ketta energiakogus koguneb seni, kuni see muutub ebastabiilseks ja aine langeb kiiresti purunevat musta auku. See tsükkel kordub.
- Ketta ja musta auku tiirleva sekundaarse korpuse vahel võib olla interaktsioon, võib-olla osaliselt lõhutud tähe jäänuk.
Tänu Chandra tähelepanekutele teab teadlaste meeskond, et põlevate röntgenkiirte allikas asub GSN 069 südames. Seal oodatakse SMBH-d. Chandra ja XMM-Newtoni ühendatud andmed näitavad ka selgelt, et põletamine, ehkki regulaarselt, on aeglaselt muutuv: nii musta augu “söögikordade” suurus kui ka kestus on pisut vähenenud ning iga söögikorra vaheline ruum kasvab. Tuleviku vaatluste põhjal on näha, kas need suundumused jätkuvad.
GSN 069 on SMBH jaoks mõeldud küljelt. Tavaliselt sisaldab SMBH sama palju massi kui mitu miljonit või isegi mitu miljardit Päikest, samas kui GSN 069 sisaldab vaid umbes 400 000 Päikest. See võib aidata selgitada, miks seda tüüpi regulaarset söötmist pole varem nähtud.
Suuremate SMBH-de puhul, mis on palju suuremad kui see, on nende heleduse kõikumised palju aeglasemad. Selle asemel, et iga üheksa tunni tagant purskama hakata, peaks niimoodi palavik võtma neil mitu kuud või isegi aastaid. See selgitaks, miks kvaasperioodilisi purseid (QPE) nagu neid pole täheldatud. Röntgenikiirguse vaatluskeskused on hõivatud ja nii kaua pole võimalik ühte eesmärki treenida.
On olnud mitmeid juhtumeid, kus on täheldatud mustade aukude põhjustatud röntgenikiirte suurenenud suurenemist või vähenemist. Need tähelepanekud tuginesid korduvatele tähelepanekutele kuude või isegi aastate jooksul. Mõni neist muudatustest on liiga kiire, et seda seletada musta augu akretsioonketta pealt langeva aine standardteooriaga. Kuid see avastus võib neid tähelepanekuid selgitada. Võimalik, et nad käituvad samasuguse käitumisega nagu GSN 069.
Veel:
- Pressiteade: Teadlased avastavad, et must auk on päevas kolm sooja söögikorda
- Uurimistöö: Üheksatunnised kvaasperioodilised röntgenikiirguse pursked väikese massiga musta augu galaktika tuumas
- Vikipeedia: aktiivne galaktiline tuum
