Надмасивна чорна діра була нещодавно спіймана, збиваючи зірку, і потік частинок, який випливала чорна діра, може виявити секретний принцип, який регулює, як ростуть галактики.
Свято чорної діри було вперше виявлено 11 листопада 2014 року рентгенівськими та радіотелескопами по всьому світу. Сигнали, які надходили від Землі на відстані 300 мільйонів світлових років, захопили жорстокі останні моменти зірки, відомі як спалах відливу відпливу. Цей вибух електромагнітної енергії виникає, коли величезний гравітаційний тяг чорної діри розриває частину зірки.
"Чорна діра спочатку знищує зірку. З неї виготовляють суп", - сказав Джирадж Пашам, докторантура Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі Інституту технологій Массачусетського університету та головний автор статті, опублікованої цього тижня у часописі «Астрофізика». "Коли це трапляється, ми бачимо раптовий спалах випромінювання на небі. Суп поступово потрапляє в чорну діру, і ось так живиться чорна діра".
Але щодо цього сигналу було одне заплутане: Хоча схема сигналів рентгенівських променів була майже ідентичною схемі радіосигналів, пов’язаних з подією, радіосигнал відображав те, що трапилося з рентгенівським сигналом на 13 днів раніше. Тобто, коли сигнал рентгенівського випромінювання став яскравішим, радіосигнал відображав би це збільшення яскравості майже через два тижні.
Це змусило астрономів постулювати, що джерелом сигналу рентгенівського випромінювання повинно бути речовина, звернене до енергетики чорною дірою, а радіохвилі надходять із потоку сильно напруженого матеріалу, що рятується від чорної діри, називається релятивістським струменем.
Раніше вчені думали, що радіохвилі виникають від вибуху зірки, коли вона потрапляє в припливні хвилі з чорної діри. Відповідно до цієї гіпотези, вибух заряджає частинки плазми в навколишньому просторі, і ці енергетичні частинки потім випромінюють радіохвилі. Однак, якби це було так, не було б ніякого зв’язку між радіохвилями та рентгенівськими променями, породженими матеріалом, що потрапляє в чорну діру, вважають дослідники.
"Ми стверджуємо, що ця зв'язок між радіо і рентгенівським випромінюванням говорить нам про те, що радіо має надходити від струменя і що струмінь регулюється прискоренням", або зростанням чорної діри, сказав Пашам Live Science. "Дані чітко вказують на те, що все, що потрапить у чорну діру, просуває струмінь".
Оскільки чорна діра пожирає більше «зіркового супу», струмінь, що втікає з чорної діри, посилюється. Це дослідження вперше засвідчило, що астрономи виявили таке співвідношення в одному об'єкті, зазначили дослідники.
"Це говорить про те, що швидкість подачі чорної діри контролює силу струменя, який вона виробляє", - сказав Пашам у повідомленні. "Ситна чорна діра виробляє сильний струмінь, тоді як недоїдана чорна діра виробляє слабкий струмінь або взагалі немає струменя".
Зростання Галактики
Пашам сказав, що якщо майбутні спостереження покажуть подібну закономірність, вчені можуть почати розуміти витоки таємничих струменів. Ці струмені витікають із чорних дір майже зі швидкістю світла, і деякі астрономи вважають, що струмені можуть бути джерелом галактичних космічних променів, потоки високоенергетичних частинок масштабуються через космос на величезні відстані.
"Як чорні діри реагують на реактивні літаки, це велика загадка в астрофізиці", - сказав Пашам.
Крім того, якщо просте співвідношення пов'язане швидкість нарощування або швидкість, з якою чорна діра збиває масу, до розміру релятивістського струменя чорної діри, це співвідношення може вплинути на те, як зростають галактики, зазначають дослідники. Це тому, що галактики ростуть, коли утворюються нові зірки, але для формування зірок потрібні холодні температури. Струми чорної діри тим часом нагрівають навколишнє їх середовище, що може тимчасово нагрітись, щоб утворилися нові зірки. Знання розмірів струменів чорної діри може бути використане для прогнозування темпів росту галактики, вважають дослідники.
"Якщо швидкість, з якою живиться чорна діра, пропорційна швидкості, з якої вона викачує енергію, і якщо це справді працює для кожної чорної діри, це простий рецепт, який ви можете використовувати в симуляціях еволюції галактики", - сказав Пашам в заява. "Отже, це натякає на якусь більшу картину".
