Kauge galaktika must auk näib ootamatult paisumas

Umbes 250 miljoni valgusaasta kaugusel asuva kauge galaktika GSN 069 keskmes asuv aktiivne must auk on röntgenvaade. Animatsiooni ülemises osas on esitatud ESA röntgen-kosmoseteleskoobi XMM-Newton vaatlused. Alumises osas esitatud graafik näitab musta augu röntgenikiirguse heleduse muutusi selle "seisva" taseme suhtes. Lisateavet selle pildi kohta, mis on ESA / XMM-Newton / G kaudu. Miniutti ja M. Giustini.

ESA ütles 11. septembril 2019, et tema röntgenkiirgusega kosmoseteleskoop XMM-Newton on tuvastanud kauge galaktika hiiglaslikust mustast august varem mitte kunagi nähtud röntgenkiirguse perioodilisi ägenemisi. Need teadlased ütlesid oma avalduses, et põlevad:

… Võiks selgitada mõne aktiivsete mustade aukude mõistatuslikku käitumist

Aktiivsed mustad augud on need, mis neelavad endiselt aktiivselt oma koduste galaktikate poolt tarnitavat materjali - tähti, gaasi, tolmu. Me kipume kaugetes galaktikates nägema aktiivseid supermassiivseid musti auke - nagu näiteks seda, mida on täheldatud GSN 069-ga tuntud galaktikas, mis asub umbes 250 miljoni valgusaasta kaugusel - vastupidiselt vaiksemale supermassiivsele mustale augule meie keskmes oma Linnutee (kuigi isegi Linnutee keskne must auk näis selle aasta alguses midagi guugeldavat). GSN 069 keskmisest mustast august tulnud tulekahjudest ütlesid astronoomid:

24. detsembril 2018 nähti, et allikas suurendab järsult oma heledust koefitsendiga 100, tuhmub ühe tunni jooksul tagasi normaalsele tasemele ja süttib uuesti üheksa tundi hiljem.

Hispaanias Madridi Centro de Astrobiología keskuse esindaja Giovanni Miniutti on uue septembri eelretsenseeritud ajakirjas Nature avaldatud uue artikli juhtiv autor. Ta ütles:

See oli täiesti ootamatu. Hiiglaslikud mustad augud virvendavad regulaarselt nagu küünal, kuid GSN 069-s alates detsembrist nähtud kiired ja korduvad muutused on midagi täiesti uut.

Kui sõna saadi ümber, et see must auk süttis, keerati teised teleskoobid selle suunas. XMM-Newton tegi järgneva paari kuu jooksul järelvaatlusi, nagu ka NASA Chandra röntgenvaatluskeskus. Need teleskoobid kinnitasid:

… Et kauge must auk hoidis endiselt tempot, eraldades iga üheksa tunni järel peaaegu perioodilisi röntgenikiirte purskeid.

Teadlased nimetavad uut nähtust kvaasperioodilisteks purseteks ehk QPE-deks.

Aktiivse galaktika GSN 069 optiline ja röntgenvaade. Selle pildi kohta lisateavet. Pilt ESA kaudu.

Tõenäoliselt olete kuulnud, et mustad augud on mustad, sest ükski valgus ei pääse neist välja. Mis siis põlemist teeb? Leegid on pärit vallandumisprotsessist. See juhtub vahetult enne seda, kui gaasi-, tolmu- või tähtpraht langeb tagasi tagasitulekukohta, mida nimetatakse sündmushorisondiks. Enne seda lõplikku süvenemist sündmushorisondil moodustab materjal ketrusmaterjali lamendatud rõnga, mida tuntakse akretsioonikettana. Miniutti selgitas, et röntgenikiirgus:

… On pärit materjalist, mis akroneeritakse musta auku ja kuumeneb protsessi käigus.

Akretsiooniketas on mitmesuguseid mehhanisme, mis võivad põhjustada seda tüüpi kvaasperioodilise signaali, mis on potentsiaalselt seotud akretsioonivoo ebastabiilsusega keskmise musta augu lähedal.

Samuti võib purse olla tingitud ketta materjali interaktsioonist teise kehaga - nt teine ​​must auk või võib-olla musta augu poolt varem häiritud tähe jäänused.

Giovanni ja tema kolleegid ütlesid, et - kuigi keegi pole seda nähtust varem täheldanud - võivad perioodiliselt äratuntavad, nagu äsja nähtud, ägenemised universumis tavalised. Nende avalduses selgitati:

Võimalik, et seda nähtust ei olnud varem tuvastatud, kuna enamus kaugete galaktikate tuumades asuvaid mustaid auke, mille mass on miljon kuni miljardit korda suurem meie päikese massist, on palju suurem kui GSN 069-s, mis on vaid umbes 400 000 korda massilisem kui meie päike.

Mida suurem ja massiivsem on must auk, seda aeglasemad on heleduse kõikumised, nii et tavaline supermassiivne must auk puruneb mitte iga üheksa tunni järel, vaid iga paari kuu või aasta tagant. See muudaks tuvastamise ebatõenäoliseks, kuna vaatlused hõlmavad harva nii pikka perioodi.

Nad ütlesid, et kvaasi-perioodilised pursked, nagu näiteks GSN 069-s, võivad pakkuda loomuliku raamistiku mõne mõistatusliku mustri tõlgendamiseks, mida täheldatakse märkimisväärses osas aktiivsetest mustadest aukudest, mille heledus varieerub liiga kiiresti, et seda oleks praeguste teoreetiliste mudelitega hõlpsasti seletatav. Miniutti ütles:

Me teame paljudest massiivsetest mustadest aukudest, mille heledus tõuseb või väheneb päevade või kuude jooksul väga suurte tegurite mõjul, kuigi eeldame, et need varieeruvad palju aeglasemas tempos.

Kuid kui osa sellest varieeruvusest vastab pursete tõusu- või lagunemisfaasidele, mis on sarnased GSN 069-ga, siis võib loomulikult arvestada nende süsteemide kiire varieeruvusega, mis tundub praegu teostamatu.

Uued andmed ja täiendavad uuringud näitavad, kas see analoogia tõepoolest kehtib.

Röntgenkiirgused aktiivsest galaktikast GSN 069. Lisateavet selle pildi kohta. Pilt ESA / XMM-Newtoni kaudu; NASA / CXC; G. Miniutti (CAB, CSIC-INTA, Hispaania).

GSN 069-s täheldatud kvaasperioodilised pursked selgitasid ka teisi intrigeerivaid omadusi, mida täheldati röntgenkiirguse tekitamisel peaaegu kõigist eredatest, akrediteerivatest supermassiivsetest mustadest aukudest, millest saate lugeda ESA kosmoseuudistes.

Praegu proovib see astronoomide meeskond korraldada oma uuringuid kauge galaktika GSN 069 kohta; näiteks üritavad nad täpsustada selle galaktika määratlevaid omadusi ajal, mil perioodilisi purseid esmakordselt tuvastati. ESA projekti XMM-Newton teadlane Norbert Schartel ütles:

GSN 069 on äärmiselt põnev allikas, millel on potentsiaal saada võrdluspunktiks musta augu tekke valdkonnas.

Nende sõnul teades, mida otsida, aitab see neil tõhusamalt kasutada ka selliseid röntgenteleskoope nagu XMM-Newton ja Chandra, et otsida kvaasperioodilisemaid purskeid teistes kaugetes galaktikates leiduvatest supermassiivsetest mustadest aukudest. Margherita Giustini Madridi Centro de Astrobiologíast - uuringu kaasautor - ütles, et eesmärk on järgmine:

… Selle uue nähtuse füüsilise päritolu edasiseks mõistmiseks.

Alumine rida: 2018. aasta lõpus nähti, et galaktika GSN 069 supermassiivne must auk - umbes 250 miljoni valgusaasta kaugusel - suurendab järsult selle heledust koefitsiendiga 100, seejärel tuhmub ühe tunni jooksul tagasi normaalsele tasemele, ja siis süttib uuesti üheksa tundi hiljem. Sellest ajast alates on ta jätkanud neid kvaasperioodilisi rakette. Teadlased tahavad teada, mis neid põhjustab.

Allikas: üheksa tunni pikkused kvaasperioodilised röntgenipursked väikese massiga musta augu galaktika tuumas

ESA kaudu