Conceptul de jet cu gaură neagră nu este unul nou, dar avem încă multe de învățat despre amestecul de particule găsite în vecinătatea acestora. Prin utilizarea Observatorului XMM-Newton al ESA, astronomii au aruncat o privire la o gaură neagră din galaxia noastră și au găsit rezultate surprinzătoare.
După cum știm, găurile negre de masă stelară preiau materiale din stelele din apropiere. Materia din aceste stele însoțitoare este îndepărtată de corpul părinte spre gaura neagră și radiază o temperatură atât de intensă încât emite raze X. Cu toate acestea, o gaură neagră nu ingerează întotdeauna tot ce-i iese. Uneori, ei resping porțiuni mici din această masă de intrare, împingând-o sub forma unui set de jeturi puternice. De asemenea, aceste jeturi alimentează împrejurimile, eliberând atât masă, cât și energie ... jefuind gaura neagră de combustibil.
Prin studiul compoziției jetului, cercetătorii sunt capabili să stabilească mai bine ce este introdus într-o gaură neagră și ce nu. Prin observațiile făcute la lungimea de undă radio a spectrului electromagnetic, am văzut electroni care se zdrobesc de-a lungul aproape la viteza luminii. Cu toate acestea, nu s-a stabilit clar dacă sarcina negativă a electronilor este completată de anti-particule, positroni sau mai degrabă de particule mai grele încărcate pozitiv în jeturi, precum protoni sau nuclei atomici. " Odată cu puterea XMM-Newton din spatele lor, astronomii au avut ocazia să examineze un sistem binar cu gaură neagră numit 4U1630–47 - un candidat cunoscut a avut explozii neașteptate de raze X pentru segmente de timp care durează între luni și ani.
„În observațiile noastre, am descoperit semne ale unor nuclee extrem de ionizate din două elemente grele, fierul și nichelul”, spune María Díaz Trigo, de la Observatorul European Sud din Munchen, Germania, autor principal al lucrării publicate în revista Nature. „Descoperirea a venit ca o surpriză - și una bună, deoarece arată fără îndoială că compoziția jeturilor de găuri negre este mult mai bogată decât doar electroni.”
În septembrie 2012, o echipă de astronomi condusă de Dr. Díaz Trigo și colaboratori, au observat 4U1630–47 cu XMM-Newton. De asemenea, și-au susținut observațiile cu observații radio aproape simultane prelevate de la Australian Telescope Compact Array. Chiar dacă studiile au fost realizate aproape una de cealaltă - în doar câteva săptămâni - rezultatele nu ar fi putut fi mai diferite.
Potrivit echipei lui Trigo, setul inițial de observații a preluat semnături cu raze X de pe discul de acumulare, dar nu a existat nicio activitate în banda radio. Acesta este un indicator potrivit căruia jeturile nu erau active la acel moment. Cu toate acestea, în cel de-al doilea set de observații, a existat activitate atât în radiografie, cât și în radio ... jeturile se aprinseseră! În timp ce examinau datele cu raze X din setul doi, au găsit și nuclee de fier în mișcare. Aceste particule se deplasau atât spre, cât și departe de XMM-Newton - dovadă că ionii făceau parte din jeturi gemene orientate în direcții opuse. Totuși, asta nu este totul. Au existat, de asemenea, dovezi ale nucleelor de nichel îndreptate către observator.
„Din aceste„ amprente ”de fier și nichel, am putea arăta că viteza jetului este foarte mare, aproximativ două treimi din viteza luminii”, spune co-autorul James Miller-Jones, din nodul Universității Curtin din Centrul Internațional de Cercetări Radio Astronomie din Perth, Australia.
„Mai mult decât atât, prezența nucleelor atomice grele în jeturile găurilor negre înseamnă că masa și energia sunt îndepărtate de gaura neagră în cantități mult mai mari decât am crezut anterior, ceea ce poate avea un impact asupra mecanismului și vitezei cu care gaura neagră. accretes matter ”, adaugă coautorul Simone Migliari de la Universitatea din Barcelona, Spania.
Descoperiri uimitoare noi? Pai da. Pentru o gaură neagră tipică de masă stelară, aceasta este prima dată când au fost detectate nuclee grele în jeturi. În prezent, există doar „un alt binar de raze X care arată semnături similare din nucleele atomice în jeturile sale - o sursă cunoscută sub numele de SS 433. Acest sistem cu găuri negre este însă caracterizat printr-o rată de acreție neobișnuit de mare, care îngreunează compararea proprietăților sale cu cele ale găurilor negre mai obișnuite. " Prin aceste noi observații din 4U1630–47, astronomii vor putea să completeze lacunele de informații despre ceea ce determină apariția jeturilor pe discurile de acumulare a găurilor negre și ce le conduce.
„Cu toate că acum știm foarte multe despre găurile negre și ce se întâmplă în jurul lor, formarea avioanelor este încă un puzzle mare, deci această observație este un pas important înainte în înțelegerea acestui fenomen fascinant”, spune Norbert Schartel, XMM-Newton al ESA Proiect de știință.
Sursa povești originale: Comunicat de presă ESA.
