Kakšno je okolje okoli črne luknje v resnici? Astronomi dobijo boljšo idejo z opazovanjem svetlobe, ki prihaja iz akrektorskega diska, ki obdaja črne luknje. Svetloba ni konstantna - vžge, brizga in iskri - in to utripanje zagotavlja novo in presenetljivo vpogled v ogromno količino energije, ki izhaja iz okoli črnih lukenj. S preslikavo, kako dobro se razlike v vidni svetlobi ujemajo s tistimi na rentgenskih žarkih v zelo kratkem časovnem merilu, so astronomi pokazali, da morajo magnetna polja igrati ključno vlogo pri tem, kako črne luknje pogoltnejo snov.
"Hitro utripanje svetlobe iz črne luknje se najpogosteje opazi pri rentgenskih valovnih dolžinah," pravi Poshak Gandhi, ki je vodil mednarodno ekipo, ki poroča o teh rezultatih. "Ta nova študija je ena izmed le redkih do zdaj, ki raziskujejo tudi hitre variacije vidne svetlobe in, kar je najpomembneje, kako se ta nihanja nanašajo na tiste na rentgenskih žarkih."
Opazovanja so spremljala utripanje črnih lukenj hkrati z uporabo dveh različnih instrumentov, enega na tleh in drugega v vesolju. Podatki rentgenskih žarkov so bili zbrani z Nasinovim satelitom Rossijev rentgenski timing Explorer. Vidna svetloba je bila zbrana z visokohitrostno kamero ULTRACAM, gostujoč instrument na zelo velikem teleskopu (VLT) ESO, ki snema do 20 slik na sekundo. ULTRACAM sta razvila člana ekipe Vik Dhillon in Tom Marsh. "Ti so med najhitrejšimi opazovanji črne luknje, dobljene z velikim optičnim teleskopom," pravi Dhillon.
Na svoje presenečenje so astronomi odkrili, da so nihanja svetlosti vidne svetlobe še hitrejša od tistih, ki jih vidimo na rentgenskih žarkih. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da variacije vidne svetlobe in rentgenskih žarkov niso sočasne, ampak da sledijo ponavljajočemu in izjemnemu vzorcu: tik pred rentgenskim žarom se vidna svetloba zatemni in nato za majhno bliskovito zasveti. del sekunde, preden se spet hitro zmanjša.
Oglejte si film nihanja.
Nobeno to sevanje ne izhaja neposredno iz črne luknje, temveč iz intenzivnih energijskih pretokov električno nabitih snovi v njeni bližini. Okolje črne luknje nenehno spreminjajo konkurenčne sile, kot so gravitacija, magnetizem in eksplozivni tlak. Posledično se svetloba, ki jo oddajajo vroči tokovi snovi, spreminja v svetlosti na zmeden in naključen način. "Toda vzorec, ki ga najdemo v tej novi raziskavi, ima stabilno strukturo, ki izstopa med sicer kaotično spremenljivostjo, zato lahko daje vitalne namige o prevladujočih osnovnih fizičnih procesih v akciji," pravi član skupine Andy Fabian.
Emisija vidne svetlobe iz sosesk črnih lukenj je bila široko mišljena kot stranski učinek, primarni izpust rentgenskih žarkov pa je osvetljeval okoliški plin, ki je pozneje zasijal v vidnem območju. Če pa bi bilo to tako, bi vse razlike v vidni svetlobi zaostajale za spremenljivostjo rentgenskih žarkov in bi veliko počasneje dosegle vrhunec in zbledele. "Zdaj odkrita hitra utripajoča svetloba takoj izključuje ta scenarij za oba študirana sistema," zatrdi Gandhi. "Namesto tega morajo biti različice v rentgenski in vidni svetlobi nekaj skupnega izvora in zelo blizu črne luknje."
Močna magnetna polja so najboljši kandidat za prevladujoč fizični proces. Delujejo kot rezervoar, lahko vpijejo sproščeno energijo blizu črne luknje in jo shranijo, dokler se ne izprazni bodisi kot vroča (večmilijonska stopnja) plazma, ki oddaja rentgen, ali kot tokovi nabitih delcev, ki potujejo blizu hitrost svetlobe. Delitev energije na ti dve komponenti lahko povzroči značilen vzorec spremenljivosti rentgenskih žarkov in vidne svetlobe.
Razprave o tej raziskavi: Tu in tukaj
Vir: ESO
