Artystyczna wizja wewnętrznego przepływu akrecji i strumień z supermasywnej czarnej dziury podczas okresu aktywnego karmienia (na przykład z niedawno eksplodowanej gwiazdy)
11 listopada 2014 r. Globalna sieć teleskopów otrzymała sygnały z odległości 300 milionów lat świetlnych. Zdarzeniem była eksplozja energii elektromagnetycznej, która miała miejsce, gdy czarna dziura pęka zbliżającą się gwiazdę. Badanie pozwoliło dowiedzieć się więcej o tym, jak czarne dziury absorbują materię i regulują wzrost galaktyczny.
Niedawno naukowcy z Massachusetts Institute of Technology i Johns Hopkins University zidentyfikowali sygnały radiowe z wydarzenia ściśle związanego z emisją promieniowania rentgenowskiego z tego samego wybuchu 13 dni temu. Uważają, że te emisje radiowe (90% podobne do promieni rentgenowskich) nie wystają przypadkowo. Najprawdopodobniej stoimy przed gigantycznym strumieniem wysokoenergetycznych cząstek płynących z czarnej dziury pochłaniającej materiał gwiezdny.
Modele pokazują, że szybkość zasilania czarnej dziury kontroluje siłę tworzonego strumienia. Jeśli dziura jest pełna, strumień będzie potężny i odwrotnie. Jest to ważny punkt, ponieważ po raz pierwszy zarejestrowaliśmy strumień strumienia sterowany mocą supermasywnej czarnej dziury.
Naukowcy od dawna podejrzewali, że strumienie czarnych dziur są napędzane przez tempo akrecji, ale nikt nie był w stanie zaobserwować tego połączenia w pojedynczym zdarzeniu. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy czarna dziura jest spokojna, a obok niej pojawia się gwiazda, która oddaje ogromną ilość paliwa, uruchamiając aktywację.
Dyskusja
Opierając się na teoretycznych modelach ewolucji czarnych dziur i obserwacji odległych galaktyk, naukowcy rozumieją, co dzieje się podczas zdarzenia zniszczenia pływowego: kiedy gwiazda zbliża się do czarnej dziury, przyciąganie grawitacyjne tego ostatniego tworzy siły pływowe.
Ale grawitacja czarnej dziury jest tak potężna, że może zniszczyć gwiazdę, rozciągając ją i spłaszczając. W rezultacie gwiazda zamienia się w deszcz z gruzu, który spada na dysk akrecyjny.
Cały ten proces tworzy kolosalne wybuchy energii wzdłuż widma EM, które można zaobserwować na biegunach optycznym, UV i rentgenowskim. Źródło promieniowania rentgenowskiego jest uważane za materiał ultrazimny w najbardziej wewnętrznych obszarach dysku akrecyjnego. Promienie optyczne i UV pojawiają się z materiału pozostawionego na dysku, który jest wciągany do czarnej dziury.
Naukowcy wiedzieli, że fale radiowe są generowane z niezwykle energetycznych elektronów. Jednak kontrowersje dotyczyły tego, skąd pochodzą te rodzaje elektronów. Niektórzy uważają, że po wybuchu gwiezdnym fala uderzeniowa rozchodzi się na zewnątrz i aktywuje cząsteczki plazmy w środowisku. W tym scenariuszu obraz emitowanych fal radiowych będzie radykalnie różny od promieni rentgenowskich. Okazuje się, że znalezisko przeczy paradygmatowi.
Ruchomy wzór
Naukowcy przyjrzeli się epidemii z 2014 r. Zarejestrowanej przez sieć teleskopów ASASSN. Wydarzenie nazwano ASASSN-14li i monitorowano dane radiowe przez 180 dni. Udało im się znaleźć wyraźne podobieństwo do wzorów, które wcześniej obserwowano w informacjach rentgenowskich tego samego zdarzenia. Co więcej, podobieństwo osiągnęło 90%. Te same fluktuacje w widmie rentgenowskim pojawiły się po 13 dniach w paśmie radiowym. Uważa się, że jedyną metodą wiązania jest proces fizyczny. Analiza wykazała również, że wielkość obszaru emitującego promieniowanie rentgenowskie jest 25 razy większa niż powierzchnia słoneczna, a obszar emitujący promieniowanie jest 400000 razy większy niż promień słoneczny. Taka rozbieżność wskazuje na istnienie związku przyczynowego między małym obszarem z promieniami rentgenowskimi a dużym z falami radiowymi.
Zespół uważa, że fale radiowe zostały utworzone przez strumień wysokoenergetycznych cząstek, które zaczęły wypływać z czarnej dziury wkrótce po aktywacji materiału gwiezdnego. Ze względu na gęstość obszaru strumienia większość fal radiowych jest natychmiast absorbowana przez inne elektrony.
Dopiero gdy elektrony poruszające się w dół strumienia, naukowcy zarejestrowali ten sygnał. W rezultacie okazuje się, że siła strumienia musi być kontrolowana przez szybkość narastania (prędkość, z jaką czarna dziura pochłania resztki gwiazd).
Wyniki pomogą lepiej zrozumieć fizykę zachowania dżetów, co wpłynie na zrozumienie ewolucji galaktyk.
