Koncept curka s črno luknjo ni nov, vendar moramo še veliko naučiti o mešanici delcev, ki jih najdemo v njihovi bližini. Z uporabo ESA-jevega observatorija XMM-Newton so astronomi pogledali črno luknjo v naši galaksiji in našli nekaj presenetljivih rezultatov.
Kot vemo, zvezdne mase črne luknje prevzamejo materiale bližnjih zvezd. Zadeva teh spremljevalnih zvezd se potegne stran od matičnega telesa proti črni luknji in izžareva tako intenzivno temperaturo, da oddaja rentgenske žarke. Vendar črna luknja ne zaužije vedno vsega, kar ji pride na pot. Včasih zavračajo majhne dele te dohodne mase in jo potisnejo v obliki nabora močnih curkov. Ti curki hranijo tudi okolico, sproščajo tako maso kot energijo ... oropajo črno luknjo goriva.
S pomočjo preučevanja sestave curka lahko raziskovalci bolje ugotovijo, kaj se je v črno luknjo in kaj ne. Skozi opažanja na radijski valovni dolžini elektromagnetnega spektra smo videli, da se elektroni drobijo skupaj s skoraj hitrostjo svetlobe. Vendar ni bilo jasno določeno, ali negativni naboj elektronov dopolnjujejo njihovi anti-delci, pozitroni ali bolje težji pozitivno nabiti delci v curkih, kot so protoni ali atomska jedra. " Z močjo XMM-Newtona za njimi so astronomi imeli priložnost pregledati binarni sistem črne luknje, imenovan 4U1630–47 - kandidat, za katerega je znano, da ima nepričakovane izbruhe rentgenskih žarkov za segmente časa, ki trajajo med meseci in leti.
"V naših opažanjih smo našli znake močno ioniziranih jeder dveh težkih elementov, železa in niklja," pravi María Díaz Trigo iz evropskega južnega observatorija v Münchnu v Nemčiji, vodilna avtorica prispevka, objavljenega v reviji Nature. "Odkritje je prišlo kot presenečenje - in to dobro, saj nedvomno pokaže, da je sestava črnih lukenj veliko bogatejša od samo elektronov."
Septembra 2012 je skupina astronomov, ki jo je vodil dr. Díaz Trigo in sodelavci, opazovala 4U1630–47 z XMM-Newton. Svoja opažanja so podprli tudi s skoraj istočasnimi radijskimi opazovanji, posnetimi iz avstralskega teleskopa Compact Array. Čeprav so bile študije narejene blizu - v samo nekaj tednih - rezultati ne bi mogli biti bolj različni.
Po navedbah Trigove ekipe je prvotni nabor opazovanj povzel rentgenske podpise iz diskrecijske plošče, v radijskem pasu pa aktivnosti ni bilo. To je pokazatelj, da letali takrat niso bili aktivni. Vendar pa je bil v drugem sklopu opazovanj aktivnost tako na rentgenskih žarkih kot tudi po radiu ... curki so se spet vklopili! Med pregledovanjem rentgenskih podatkov iz drugega sklopa so našli tudi železna jedra v gibanju. Ti delci so se premikali proti XMM-Newtonu in proti njemu - dokaz, da so ioni del dvojnih curkov, usmerjenih v nasprotne smeri. Vendar to še ni vse. Obstajali so tudi dokazi, da so jedra niklja usmerjena proti opazovalnici.
"Iz teh" prstnih odtisov "železa in niklja bi lahko razbrali, da je hitrost curka zelo velika, približno dve tretjini hitrosti svetlobe," pravi soavtor James Miller-Jones iz vozlišča univerze Curtin Mednarodni center za radio astronomsko raziskovanje v Perthu v Avstraliji.
"Poleg tega prisotnost težkih atomskih jeder v črnih luknjah pomeni, da se masa in energija odvajata iz črne luknje v veliko večjih količinah, kot smo prej mislili, kar lahko vpliva na mehanizem in hitrost, s katero črna luknja je stvar, "dodaja soavtorica Simone Migliari z univerze v Barceloni v Španiji.
Začudenje novih ugotovitev? No ... ja. Za značilno črno luknjo zvezdne mase je to prvič, da so znotraj curkov odkrili težka jedra. Trenutno obstaja samo še en rentgenski binar, ki prikazuje podobne podpise atomskih jeder v svojih curkih - vir, znan kot SS 433. Za ta sistem črne luknje pa je značilna nenavadno visoka hitrost akumulacije, ki otežuje primerjavo njegovih lastnosti z lastnostmi bolj običajnih črnih lukenj. " S temi novimi opažanji 4U1630–47 bodo astronomi lahko zapolnili informacijske vrzeli o tem, kaj povzroča nastanek curkov v akrecijskih diskih črnih lukenj in kaj jih poganja.
"Čeprav zdaj vemo veliko o črnih luknjah in dogajanju okoli njih, je nastajanje curkov še vedno velika uganka, zato je to opazovanje velik korak naprej pri razumevanju tega očarljivega pojava," pravi Norbert Schartel, ESA-in XMM-Newton Projektni znanstvenik.
Izvirni vir zgodbe: ESA Press Release.
