Găurile negre, acele singularități pline de chinuire care stau pe vârful cunoscutului și al necunoscutului, ne surprind în continuare cu comportamentul lor. Deoarece organizațiile precum Telescopul Orizontului de Eveniment au clarificat, multe nu știm despre găuri și, mai rău decât atât, nici măcar nu știm cât de multe nu știm.
Acum, oamenii de știință au observat un fenomen nou care se adaugă misticii găurii negre: o gaură neagră care se învârte rapid, care ejectează masele de plasma.
Gaura neagră în cauză face parte dintr-o pereche binară numită V404 Cygni. Gaura neagră își mănâncă steaua tovarășă, aspirându-și masa în discul său de acreție, apoi evacuează materialul prin două jeturi. Acest lucru nu este neobișnuit pentru o gaură neagră, deși nu toți au jeturi. Dar ceea ce este neobișnuit este momentul în care materialul ejectat de jeturi. Mai degrabă decât un flux constant, materialul iese în bloburi.
V404 Cygni se află la aproximativ 8.000 de ani lumină de Pământ. A fost observat pentru prima dată în 1989, când a expulzat o izbucnire enormă de materiale și radiații cu energie mare. Apoi a adormit 26 de ani.
Apoi, în 2015, s-a aprins din nou, iar satelitul INTEGRAL (ESTE) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) al Agenției Spațiale Europene a fost capabil să îl studieze în raze gamma de mare energie. A devenit cel mai strălucitor obiect din cer în raze gamma. La acea vreme, omul de știință al proiectului INTEGRAL, Erik Kuulkers, a declarat:Comportamentul acestei surse este extraordinar în acest moment, cu sclipiri repetate de lumină la scări de timp mai scurte decât o oră, lucru rar întâlnit în alte sisteme cu găuri negre.”
Ce s-a intamplat?
Este util să ne uităm la modul în care funcționează de obicei găurile negre ca acesta. Gravitatea masivă a găurii negre atrage materialul din steaua însoțitoare în discul său de acreție. Discul de acumulare se învârte, încălzind materialul și determinând „să strălucească”. O parte din material nu ajunge niciodată la gaura neagră și este emis prin jeturi.
Rapid înainte și un nou studiu bazat pe date culese în timpul izbucnirii din 2015 de mai multe observatorii oferă o explicație.
“În timpul izbucnirii am observat detalii despre emisiile cu jet atunci când materialul este evacuat la o viteză foarte mare din apropierea găurii negre", Spune Simone Migliari, astrofizician la ESA, care este coautor în lucrare. „Putem vedea jeturile care trag în direcții diferite pe o perioadă de timp mai mică de o oră, ceea ce înseamnă că regiunile interioare ale sistemului se rotesc destul de repede.”
Da, gaura neagră își mănâncă steaua însoțitoare, suge materialul pe discul său de acumulare. Și da, o parte din materialul din disc este expulzat în jeturi. Dar, potrivit studiului, acest lucru se întâmplă doar în explozii, deoarece din anumite motive, gaura neagră este aliniată greșit cu propriul disc de acreție.
„Ce este diferit în V404 Cygni este că credem că discul de material și gaura neagră sunt aliniate greșit", Spune profesorul asociat James Miller-Jones, de la Centrul Internațional pentru Cercetări în Radio Astronomie (ICRAR) de la Curtin University, Australia, care este autorul principal al noii lucrări.
“Acest lucru pare să provoace partea interioară a discului ca un vârf învârtit care încetinește și focul se stinge în direcții diferite, pe măsură ce schimbă orientarea..”
Wobbling înseamnă că materialul nu cade în gaura neagră într-un ritm egal. Când există o izbucnire, înseamnă că o cantitate mare de material a căzut în gaură într-o perioadă scurtă de timp. Asta crește cantitatea de material din discul de acumulare provocând o explozie de energie.
INTEGRAL a fost integral acestui studiu, deoarece a urmărit V404 Cygni timp de patru săptămâni. Alte observatorii au putut urmări doar câteva ore. Observațiile INTEGRAL au permis oamenilor de știință să descopere mecanica găurii negre, geometria și nivelurile de energie ale acesteia și să facă legătura între materialul care intră și care curge.
“Cu INTEGRAL, am putut continua să privim V404 Cygni continuu timp de patru săptămâni, în timp ce alți sateliți de mare energie nu puteau face decât instantanee mai scurte", Spune Erik Kuulkers, cercetător de proiect INTEGRAL la ESA.
“Datele cu raze X susține un model în care partea interioară a discului de acreție este înclinată față de restul sistemului, cel mai probabil din cauza rotirii găurii negre înclinată în raport cu orbita stelei de companie", Explică Simone.
Întrebarea rămâne, de ce este aliniată greșită?
Există doar câteva presupuneri preliminare cu privire la cauza alinierii eronate. Poate a fost o supernova.
Întrucât gaura neagră în sine a fost creată de o supernovă, acea lovitură inițială ar fi putut determina gaura și segmentul interior al discului său de acumulare eronat. În orice caz, asta arată simulările.
“Rezultatele s-ar potrivi într-un scenariu, studiat și în simulări recente pe computer, în care fluxul de acreție în apropierea găurii negre și jeturile se pot roti împreună", Spune Kuulkers.
“Ar trebui să ne așteptăm la o dinamică similară în orice gaură neagră puternic accentuată, a cărei rotire este aliniată greșit cu gazul care intră, și va trebui să luăm în considerare unghiurile variabile de înclinare a jetului atunci când interpretăm observații ale găurilor negre din univers..”
Surse:
- Lucrare de cercetare: orientarea jetului în schimbare rapidă în sistemul de găuri negre stelare cu masă stelară VG404 Cygni
- Comunicat de presă: Un găurit negru scuipător
- Misiunea INTEGRALă a ESA
- Comunicat de presă: Monster Black Hole se trezește după 26 de ani
