Přestože gravitace z černých děr je tak silná, že světlo nemůže ani uniknout, můžeme vidět záření z přehřáté hmoty, která se má spotřebovat. Až dosud vědci nedokázali vysvětlit, jak celá tato záležitost neustále spadá do černé díry - měla by jen obíhat, jako planety obíhající kolem hvězdy. Nová data z rentgenové observatoře Chandra ukazují, že silné magnetické pole černé díry vytváří turbulenci v okolní hmotě, která pomáhá řídit její spotřebu dovnitř.
Vesmír osvětlují černé díry a nyní mohou astronomové konečně vědět, jak na to. Nová data z rentgenové observatoře Chandra NASA ukazují, že výkonná magnetická pole jsou klíčem k těmto skvělým a překvapivým světelným show.
Odhaduje se, že až čtvrtina celkového záření emitovaného ve vesmíru od doby, kdy Velký třesk pochází z materiálu padajícího do superhmotných černých děr, včetně těch, které pohánějí kvasary, nejjasnější známé objekty. Po celá desetiletí se vědci snažili pochopit, jak černé díry, nejtmavší předměty ve vesmíru, mohou být zodpovědné za tak ohromné množství záření.
Nová rentgenová data od společnosti Chandra poskytují první jasné vysvětlení toho, co řídí tento proces: magnetická pole. Chandra pozoroval v naší galaxii systém černých děr, známý jako GRO J1655-40 (zkráceně J1655), kde černá díra táhla materiál z doprovodné hvězdy na disk.
"Podle mezigalaktických standardů je J1655 v naší zahradě, takže jej můžeme použít jako měřítkový model k pochopení toho, jak fungují všechny černé díry, včetně monster nalezených v kvasarech," řekl Jon M. Miller z Michiganské univerzity, Ann Arbor, jehož článek o těchto výsledcích se objevuje v tomto týdnu vydání časopisu Nature.
Samotná gravitace nestačí k tomu, aby plyn na disku kolem černé díry ztratil energii a dopadl na černou díru rychlostí vyžadovanou pozorováním. Plyn musí ztratit část svého orbitálního momentu hybnosti, a to buď třením nebo větrem, než může spirály dovnitř. Bez takových účinků by hmota mohla zůstat na oběžné dráze kolem černé díry po velmi dlouhou dobu.
Vědci již dlouho mysleli, že magnetické turbulence mohou způsobit tření v plynném disku a pohánět vítr z disku, který přenáší úhlovou hybnost směrem ven, což umožňuje pád plynu dovnitř.
Pomocí Chandry Miller a jeho tým poskytli zásadní důkazy o úloze magnetických sil v procesu narůstání černé díry. Rentgenové spektrum, počet rentgenů při různých energiích, ukázalo, že rychlost a hustota větru z disku J1655 odpovídala předpovědím počítačové simulace pro magneticky poháněné větry. Spektrální otisk prstu také vyloučil další dvě hlavní konkurenční teorie vůči větru poháněnému magnetickými poli.
„V roce 1973 teoretici přišli s myšlenkou, že magnetická pole by mohla řídit generování světla plynem padajícím na černé díry,“ řekl spoluautor John Raymond z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku v Cambridge, Massachusetts. O 30 let později můžeme konečně mít přesvědčivé důkazy. “
Toto hlubší pochopení toho, jak černé díry nabývají hmotu, také učí astronomy o dalších vlastnostech černých děr, včetně toho, jak rostou.
"Stejně jako lékař chce pochopit příčiny nemoci a nejen příznaky, astronomové se snaží pochopit, co způsobuje jevy, které vidí ve vesmíru," řekl spoluautor Danny Steeghs z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku. "Pochopením toho, co dělá materiál uvolňující energii, když padá na černé díry, se můžeme také naučit, jak hmota padá na jiné důležité objekty."
Kromě akrečních disků kolem černých děr mohou magnetická pole hrát důležitou roli v discích detekovaných kolem mladých hvězd podobných Slunci, kde se formují planety, jakož i ultrahustých objektů nazývaných neutronové hvězdy.
Marshall Space Flight Center NASA, Huntsville, Ala., Řídí program Chandra pro ředitelství vědecké mise agentury. Smithsonian Astrofyzical Observatory řídí vědu a letové operace z rentgenového centra Chandra, Cambridge, Massachusetts.
Další informace a obrázky najdete na:
http://chandra.harvard.edu a http://chandra.nasa.gov
Původní zdroj: Chandra News Release
