Гомеру Сімпсону було б сумно: останні спостереження над бінарною системою чорної діри та її зірки-супутника показали відступ накопичувального диска у формі пончика навколо чорної діри. Це скорочується «пончик» було помічено в спостереженнях над бінарною системою GX 339-4, системою, складеною зіркою, схожою по масі на Сонце, і чорною дірою з десяти сонячних мас.
Коли чорна діра живиться газом, що витікає з зірки, що обертається, зміна потоку газу створює різний розмір у диску речовини, що накопичується навколо чорної діри у формі тору. Вперше було виміряно зміни розміру цього диска, що показує, наскільки меншим стає пончик.
GX-339-4 лежить на відстані 26 000 світлових років у сузір'ї Ара. Кожні 1,7 дня в системі зірка орбітує навколо більш масивної чорної діри. Ця система та інші подібні їй демонструють періодичні спалахи рентгенівської активності, коли газ, який викрадається у зірки чорною дірою, нагрівається в накопичувальному диску, що накопичується навколо чорної діри. За останні сім років система мала чотири енергійні спалахи за останні сім років, що зробило її досить активною чорною дірою / зоряною двійковою системою.
Матеріал, що потрапляє в яму, утворює струмені сильно напружених фотонів і газу, один з яких спрямований у напрямку Землі. Саме ці реактивні літаки спостерігали за командою міжнародних астрономів, використовуючи рентгенівську обсерваторію Сузаку, яку спільно експлуатували Японське агентство аерокосмічних досліджень та НАСА, а також супутник рентгенівського дослідника NASA. Результати їхніх спостережень були опубліковані у випуску від 10 грудня Листи до астрофізичного журналу.
Хоча система була слабкою, коли вони проводили свої вимірювання телескопами, вона випускала стійкі струмені рентгенівських променів. Команда шукала підпис рентгенівських спектральних ліній, що утворюються флуоресценцією атомів заліза в диску. Сильна сила тяжіння чорної діри зміщує енергію рентгенівських променів, що виробляються залізом, залишаючи характерну спектральну лінію. Виміривши ці спектральні лінії, вони змогли з досить високою впевненістю визначити розмір диска, що скорочується.
Ось як відбувається усадка: частина диска, яка знаходиться ближче до чорної діри, щільніше, коли з зірки, що супроводжує її, витікає більше газу. Але коли цей потік зменшується, внутрішня частина диска нагрівається і випаровується. Під час найяскравіших періодів виходу чорної діри диск розраховувався на відстань приблизно в 30 км (20 миль) від горизонту подій чорної діри, тоді як у нижчі періоди освітленості диск відступає більше ніж у 27 разів, або до 1000 км (600 миль) від краю чорної діри.
Це має важливе значення при вивченні того, як чорні діри формують свої струмені; незважаючи на те, що накопичувальний диск випаровується близько до чорної діри, ці струмені залишаються на постійному виході.
Джон Томсік з Лабораторії космічних наук в Каліфорнійському університеті, Берклі заявив у прес-релізі NASA: "Це не говорить нам про те, як формуються реактивні літаки, але це говорить нам про те, що реактивні літаки можуть бути запущені навіть при високій щільності" течія далека від чорної діри. Це означає, що аккреційний потік низької щільності є найважливішим компонентом для формування стійкого струменя в системі чорних дір ».
Прочитайте попередньо роздруковану версію листа команд. Якщо ви хочете отримати додаткову інформацію про те, як рентгенівські промені з дисків навколо чорних дір можуть допомогти визначити їх форму та відкрутити, ознайомтеся зі статтею журналу «Космічний журнал» від 2003 року, «Iron може допомогти визначити, чи крутиться чорна діра».
Джерело: прес-реліз NASA / Suzaku
