A csillagászok megsemmisített csillagot használnak a fekete lyuk centrifugálásának órájához

A szupermasszív fekete lyuk által szakított csillag ragyogása lehetővé tette a kutatók számára, hogy meghatározzák, milyen gyorsan forog a fekete lyuk .

A csillagászok meglepően hosszú élettartamú röntgensugár-impulzust fedeztek fel egy aprított csillag törmelékéből, mivel ez kifoghatatlanul spirálisan közelebb áll a fekete lyukhoz. Az impulzus időzítése úgy tűnik, hogy a fekete lyukhoz van kötve, és azt jelzi, hogy a fekete lyuk a fény legalább 50% -ának megfelelő sebességgel forog.

Ez a művész benyomása egy hosszúkás foltot mutat a szupermasszív fekete lyukot körülvevő forró gázban. A folt egy röntgen-fényes régiót képvisel a lemezen. Ahogy a fekete lyuk körül kering, a folt jelzése periodikusan megváltozik, lehetővé téve a csillagászoknak, hogy megbecsüljék, milyen nagy a pályája, és tehát milyen gyorsan forog a fekete lyuk.
NASA / CXC / Weiss M.

A centrifugálás az egyik alapvető paraméter, amely leírja a fekete lyukat, mint például az igazolvány statisztikája. Rendkívül nehéz mérni; csak körülbelül 30 szupermasszív fekete lyuk centrifugálási mérését végezzük, a röntgenspektrumuk alapján.

Jelentés a január 9-i tudományos és a téli amerikai csillagászati ​​társaság találkozójáról, Seattle-ben, Dheeraj Pasham (MIT) és munkatársai újabb fekete lyukat adnak a listához - de innovatív módon. A csapat az árapály-megszakítási esemény (TDE) késleltetett ragyogását használta, amely egy csillag katasztrofális halálát okozza, amikor egy szupermasszív fekete lyuk ketté szakítja. A csillag fele elszakad, mint a gyermek tányérján található zöldség, míg a másik felét lassan nyelni kell. A csillagászok becslése szerint az adott galaxis központi fekete lyukának kb. 10 000–100 000 évben TDE-t kell előállítania, ami évente több tíz eseményre fordul a jelenlegi felmérési képességekkel.

Az ASASSN-14li-et, amelyet a vizsgálatban használt csapat alkalmaztunk, az ASASSN-14li-t 2014 novemberében fedezték fel. (A név utalást talált egy felmérési projektre, nem pedig a fekete lyuk pusztító cselekedetének kommentárjára.) Ez az egyik legközelebbi és Andrew Levan (a Warwicki Egyetem, Egyesült Királyság), aki a tanulmányozta az ASASSN-14li-t, de nem vett részt a jelenlegi munkában.

Sokkal kisebb fekete lyukak esetében, amelyek a Nap tömegének néhányszorosait mutatják, a csillagászok láttak ismétlődő pillanatképeket tutu-szerű akkumulációs tárcsa fényében, amikor egy extra gázdarab hirtelen dömpingelt rá. Pasham csapata úgy döntött, hogy hasonló kvázi-periódusos rezgést keres az ASASSN-14li-ből származó röntgensugarakban.

A kutatók a NASA Chandra és Swift űrteleszkópjainak és az Európai Űrügynökség XMM-Newtonjának archív megfigyeléseit felhasználva fényes, időszakos impulzusokat találtak, amelyek 131 másodpercenként megismétlődtek. A jel meglepően hosszú ideig tartott - legalább 450 nap, az időtartam Pasham szerint „igazán bizarr”.

Levan egyetért. "Nagyon meglepett, hogy hosszú ideig olyan stabilnak tűnik" - mondja. "Ez a jel izgalmas."

Pasham és Levan szerint mindössze egy évnél hosszabb ideig tartó pulzus valószínűleg a fekete lyuk körül keringő anyaggal kapcsolatos. A csapat úgy döntött, hogy feltételezi, hogy az izzó gáz a fekete lyukhoz közel helyezkedik el, amennyire ez fizikailag lehetséges; bármi, ami ezen a legbelső stabil pályán halad, ehelyett egyenesen az eseményhorizont felé merül. A kutatók ezután a fekete lyuk tömegének (körülbelül egymillió nap) becslése alapján kiszámították, milyen szoros lesz ez az áramkör. Kiderül, hogy ahhoz, hogy a gáz olyan közel kerüljön az impulzus frekvenciájához, a fekete lyuknak gyorsan forognia kell, szorosan húzva a gázt körül.

Ez a grafikon a szupermasszív fekete lyukakban (SMBH) forgó spin méréseit mutatja be, amelyeket 2018. májusától tettek közzé. Vegye figyelembe, hogy a forgásokat csak azoknál a fekete lyukaknál lehet mérni, amelyek gázosító gázt tartalmaznak - nincs lehetőségünk nyugvó fekete lyukak forogásának mérésére.
Laura Brenneman

A spin, amelyet a csapat becsül - a fekete lyuk elméleti maximuma legalább 70% -ának, vagy a fénysebesség legalább 50% -ának - folytatja a tendenciát, amelyet követnek más supermaszív fekete lyukak, amelyekre forogunk, amelyek szinte mindegyike legalább 60% -ot forog max. A legtöbb sokkal magasabb, majdnem maximális. Csak néhány tucat példával korai lenne nagyszerű következtetéseket levonni (főleg, ha nem értelmezzük az adatokat helyesen), de a minta jelezheti, hogy a szupermasszív fekete lyukak elsősorban az akkripciós lemezekből történő hosszabb táplálás révén növekszenek, ami a fekete lyukak fel, mint a víz egy kosárlabda ütőtömlőből.

Az ASASSN-14li a második impulzusos TDE, ám a másik példa, a SwiftJ1644 + 57, csak néhány héttel tartott a felfedezése után, és nehezebb volt tanulmányozni, mivel az esemény egy olyan jet-készüléket hajtott, amely egyenesen ránk mutatott. "Nagyon izgalmas látni egy másik darabot az árapály-zavarok esetén a röntgenáram-oszcillációkról" - mondja Jon Miller (Michigan-i Egyetem), aki az ASASSN-14li-t is tanulmányozta. Reméli, hogy amikor az Európai Athena röntgen-misszió 2031-ben elindul, még sok mindent megtalál, és valóban megszakítja ezt a nyomozási vonalat.

Referencia:
Dheeraj R. Pasham et al. „Egy hangos kvázi-periodikus rezgést egy csillag után egy hatalmas fekete lyuk szakít meg.” Tudomány . 2019. január 9.