Milline on musta augu ümbritsev keskkond tegelikult? Astronoomid saavad parema ettekujutuse, kui nad jälgivad mustaid auke ümbritsevast akretsiooniketasest tulevat valgust. Valgus ei ole püsiv - see süttib, süttib ja sätendab - ning see virvendamine annab uut ja üllatavat pilti mustade aukude ümbritsevast kolossaalsest energiakogusest. Kaardistades, kui hästi nähtava valguse variatsioonid vastavad väga lühikese aja jooksul röntgenikiirguse muutustele, näitasid astronoomid, et magnetväljad peavad mängima olulist rolli selles, kuidas mustad augud neelavad ainet.
"Musta auku valguse kiiret virvendamist täheldatakse kõige sagedamini röntgenkiirguse lainepikkustel," ütleb Poshak Gandhi, kes juhtis neid tulemusi kirjeldanud rahvusvahelist meeskonda. "See uus uuring on praeguseks vaid vähestest, mis uurib ka nähtava valguse kiireid muutusi ja mis kõige tähtsam - kuidas need kõikumised on seotud röntgenikiirtega."
Vaatlused jälgisid mustade aukude virvendamist üheaegselt kahe erineva instrumendi abil, üks maapinnal ja teine kosmoses. Röntgenkiirguse andmed võeti NASA Rossi röntgenikiirguse ajastuse uurimise satelliidi abil. Nähtavat valgust koguti kiirkaamera ULTRACAM abil, mis on ESO väga suure teleskoobi (VLT) külastusinstrument, jäädvustades sekundis kuni 20 pilti. ULTRACAMi töötasid välja meeskonna liikmed Vik Dhillon ja Tom Marsh. "Need on kiire optilise teleskoobiga läbi aegade saavutatud musta augu vaatlused," ütleb Dhillon.
Oma üllatuseks avastasid astronoomid, et nähtava valguse heleduse kõikumised olid isegi kiiremad kui röntgenikiirte korral. Lisaks leiti, et nähtava valguse ja röntgenikiirguse variatsioonid ei ole üheaegsed, vaid järgivad korduvat ja tähelepanuväärset mustrit: vahetult enne röntgenikiirguse äratundmist nähtav valgus tuhmub ja siis kasvab pisikesele ere sähvatus sekundi murdosa, enne kui see kiiresti taas väheneb.
Vaadake filmi kõikumistest.
Ükski sellest kiirgusest ei teki otse mustast august, vaid selle läheduses asuvate elektriliselt laetud ainete intensiivsetest energiavoogudest. Musta augu keskkonda muudavad pidevalt sellised konkureerivad jõud nagu gravitatsioon, magnetism ja plahvatusrõhk. Selle tulemusel varieerub kuumade ainevoogude poolt eralduva valguse heledus segasel ja juhuslikul viisil. "Kuid selles uues uuringus leitud mustril on stabiilne struktuur, mis paistab silma muidu kaootilise varieeruvusega ja seega võib see anda elulisi vihjeid tegevuses domineerivate füüsiliste protsesside kohta," ütleb meeskonna liige Andy Fabian.
Mustade aukude ümbruse nähtava valguse kiirgust peeti laialdaselt sekundaarseks efektiks, primaarse röntgenipurskega valgustades ümbritsevat gaasi, mis hiljem paistis nähtava vahemiku piirides. Kuid kui see oleks nii, siis kõik nähtava valguse variatsioonid jääksid röntgenikiirguse varieerumisest maha ja saavutaksid tipu muutumise ja kadumise palju aeglasemalt. "Nüüd avastatud kiire nähtava valguse virvendus välistab selle stsenaariumi kohe mõlemas uuritud süsteemis," kinnitab Gandhi. "Selle asemel peab röntgenikiirguse ja nähtava valguse väljundi variatsioonidel olema teatav ühine lähtepunkt ja see peab olema musta augu enda lähedal."
Tugevad magnetväljad on domineeriva füüsikalise protsessi parim kandidaat. Veehoidlana tegutsedes saavad nad musta augu lähedal vabanenud energiat imada, salvestades seda seni, kuni see saab tühjaks saada kuuma (mitme miljoni kraadise) kiirgust kiirgava plasma või laetud osakeste voogudena, mis liiguvad lähedal valguse kiirus. Energia jagamine nendeks kaheks komponendiks võib põhjustada röntgenpildi ja nähtava valguse varieeruvuse iseloomuliku mustri.
Papers selle uurimistöö kohta: siin ja siin
Allikas: ESO
