Концепція струменя чорної діри не нова, але нам ще належить багато дізнатися про суміш частинок, що знаходяться поблизу від них. Використовуючи обсерваторію XMM-Ньютон ESA, астрономи оглядали чорну діру в нашій галактиці і виявили деякі дивовижні результати.
Як відомо, чорні діри зоряної маси беруть на себе матеріали сусідніх зірок. Матерія від цих зірок-супутників відводиться від материнського тіла до чорної діри і випромінює температуру настільки інтенсивно, що вона випромінює рентгенівські промені. Однак чорна діра не завжди ковтає все, що трапляється на шляху. Іноді вони відкидають невеликі порції цієї надходить маси, відштовхуючи її у вигляді набору потужних струменів. Ці струмені також живлять навколишнє середовище, вивільняючи і масу, і енергію ... грабуючи чорну діру палива.
Досліджуючи реактивний склад, дослідники мають змогу краще визначити, що потрапляє у чорну діру, а що ні. Шляхом спостережень, зроблених на довжині радіохвилі електромагнітного спектру, ми бачили, як електрони руйнуються майже зі швидкістю світла. Однак не було чітко визначено, чи доповнюється негативний заряд електронів їх античастинками, позитронами, а точніше більш важкими позитивно зарядженими частинками у струменях, як протони або атомні ядра ». Завдяки потужності XMM-Newton позаду них астрономи мали можливість дослідити двійкову систему чорної діри під назвою 4U1630–47 - кандидат, який, як відомо, має несподівані спалахи рентгенівських променів за відрізки часу, що тривають між місяцями та роками.
"У наших спостереженнях ми виявили ознаки високоіонізованих ядер двох важких елементів, заліза та нікелю", - каже Марія Діас Тріго з Європейської південної обсерваторії в Мюнхені, Німеччина, провідний автор статті, опублікованого в журналі Nature. "Відкриття стало несподіванкою - і хорошим, оскільки воно безперечно показує, що склад струменів чорної діри набагато багатший, ніж просто електрони".
Протягом вересня 2012 року команда астрономів на чолі з доктором Діазом Тріго та його співробітниками спостерігала 4U1630–47 за XMM-Newton. Вони також підкріпили свої спостереження майже одночасними радіоспостереженнями, взятими з Австралійського телескопа Компактний масив. Незважаючи на те, що дослідження проводилися близько один до одного - протягом декількох тижнів - результати не могли бути більш різними.
За даними команди Триго, початковий набір спостережень збирав рентгенівські підписи з накопичувального диска, але в радіодіапазоні не було жодної активності. Це показник того, що реактивні літаки на той час не були активними. Однак у другому наборі спостережень спостерігалася активність і в рентгенограмі, і в радіо ... струмені знову повернулися! Вивчаючи рентгенівські дані з другого набору, вони також виявили залізні ядра в русі. Ці частинки рухалися і в бік XMM-Ньютона, і вдалину - доказ того, що іони були частиною близнюків, спрямованих у протилежні сторони. Однак це ще не все. Були також дані, що ядра нікелю спрямовані на обсерваторію.
«З цих« відбитків пальців »заліза та нікелю ми могли б показати, що швидкість струменя дуже велика, приблизно дві третини швидкості світла», - каже співавтор Джеймс Міллер-Джонс із вузла Кертінського університету Міжнародний центр досліджень радіоастрономії в Перті, Австралія.
«Більше того, наявність важких атомних ядер у струменях чорної діри означає, що маса та енергія переносяться з чорної діри в набагато більших кількостях, ніж ми думали раніше, що може мати вплив на механізм та швидкість, за допомогою якої чорна діра додає матерію, - додає співавтор Симоне Мільярі з Барселонського університету, Іспанія.
Приголомшливі нові висновки? Ну так. Для типової чорної діри зоряної маси це вперше виявлені важкі ядра всередині струменів. На сьогоднішній день існує лише «ще одна рентгенівська двійкова техніка, яка показує подібні підписи атомних ядер у своїх струменях - джерело, відоме як SS 433. Однак ця система чорної діри характеризується незвично високою швидкістю нарощування. ускладнює порівняння його властивостей із властивостями звичайних чорних дір. " Завдяки цим новим спостереженням 4U1630–47 астрономи зможуть заповнити інформаційні прогалини про те, що спричиняє виникнення струменів у дисках з екскрецією чорних дір та що їх рухає.
"Хоча зараз ми знаємо дуже багато про чорні діри та те, що відбувається навколо них, формування струменів все ще є великою загадкою, тому це спостереження є головним кроком вперед у розумінні цього захоплюючого явища", - говорить Норберт Шартель, ESM-XMM-Newton Науковець проекту.
Оригінальне джерело історії: Прес-реліз ESA.
