Koncept trysky černé díry není nový, ale stále se musíme hodně dozvědět o směsi částic, které se nacházejí v jejich blízkosti. Pomocí observatoře XMM-Newton v ESA se astronomové dívali na černou díru v naší galaxii a našli překvapivé výsledky.
Jak víme, černé díry hvězdné hmoty nabírají materiály od blízkých hvězd. Hmota z těchto společenských hvězd se odtáhne od mateřského těla směrem k černé díře a vyzařuje temperament tak intenzivní, že vyzařuje rentgenové paprsky. Černá díra však nepřijímá vždy všechno, co přijde. Někdy odmítají malé části této přicházející mše a vytlačují ji ve formě sady silných trysek. Tyto trysky také přivádějí okolí, uvolňují masu i energii… a okradou černou díru paliva.
Studiem složení paprsků dokážou vědci lépe určit, co se dostane do černé díry a co ne. Při pozorováních na radiové vlnové délce elektromagnetického spektra jsme viděli, jak se elektrony krouží téměř rychlostí světla. Nebylo však jasně stanoveno, zda je záporný náboj elektronů doplněn jejich antičásticemi, pozitrony nebo spíše těžšími pozitivně nabitými částicemi v tryskách, jako jsou protony nebo atomová jádra. “ S výkonem XMM-Newton za nimi měli astronomové možnost prozkoumat binární systém černé díry zvaný 4U1630–47 - kandidát, o kterém je známo, že má neočekávané výbuchy rentgenového záření pro segmenty času, které trvají měsíce a roky.
"V našich pozorováních jsme našli známky vysoce ionizovaných jader dvou těžkých prvků, železa a niklu," říká María Díaz Trigo z Evropské jižní observatoře v Mnichově v Německu, hlavní autorka článku publikovaného v časopise Nature. "Objev přišel jako překvapení - a dobrý, protože ukazuje, že složení černých děr je bezpochyby mnohem bohatší než jen elektrony."
Během září 2012 tým astronomů v čele s Dr. Díazem Trigem a spolupracovníky pozoroval 4U1630–47 s XMM-Newton. Rovněž podpořili svá pozorování téměř současnými rádiovými pozorováními získanými z australského dalekohledu Compact Array. Přestože studie byly provedeny blízko sebe - během pouhých několika týdnů - výsledky nemohly být více odlišné.
Podle týmu Triga počáteční soubor pozorování zachytil rentgenové podpisy z akrečního disku, ale v rádiovém pásmu nedošlo k žádné aktivitě. To je ukazatel toho, že trysky nebyly v té době aktivní. Ve druhém souboru pozorování však byla aktivita jak v rentgenovém, tak v rádiu ... trysky se znovu zapnaly! Při zkoumání rentgenových dat z druhé sady nalezli také železná jádra v pohybu. Tyto částice se pohybovaly směrem k XMM-Newton i pryč - důkaz, že ionty byly součástí dvojitých trysek zaměřených v opačných směrech. To však není všechno. Existovaly také důkazy, že jádra niklu směřují k observatoři.
"Z těchto" otisků prstů "železa a niklu bychom mohli ukázat, že rychlost trysky je velmi vysoká, asi dvě třetiny rychlosti světla," říká spoluautor James Miller-Jones z uzlu Curtin University na Mezinárodní centrum pro výzkum radioastronomie v australském Perthu.
„Přítomnost těžkých atomových jader v tryskách s černou dírou navíc znamená, že hmota a energie jsou odváděny z černé díry v mnohem větším množství, než jsme si původně mysleli, což může mít dopad na mechanismus a rychlost, jakou černá díra roste, “dodává spoluautor Simone Migliari z University of Barcelona ve Španělsku.
Ohromující nová zjištění? No ... jo. U typické černé díry hvězdné hmoty je to poprvé, kdy byla uvnitř trysek detekována těžká jádra. V současné době existuje pouze jeden další rentgenový binární snímek, který ve svých tryskách vykazuje podobné signatury z atomových jader - zdroj známý jako SS 433. Tento systém černé díry je však charakterizován neobvykle vysokou akreční rychlostí, která je je obtížné srovnávat jeho vlastnosti s vlastnostmi běžnějších černých děr. “ Prostřednictvím těchto nových pozorování 4U1630–47 budou astronomové schopni vyplnit mezery v informacích o tom, co způsobuje, že se trysky vyskytují na discích s černou dírou a co je řídí.
"I když nyní víme hodně o černých dírách a o tom, co se kolem nich děje, formování trysek je stále velká hádanka, takže toto pozorování je významným krokem vpřed v pochopení tohoto fascinujícího jevu," říká Norbert Schartel, ESA XMM-Newton ESA Projektový vědec.
Původní zdroj příběhu: ESA Press Release.
