Du nauji mokslo darbai leidžia mums priartėti prie įvykio horizonto ir atvaizduoti įvykius arčiausiai juodosios skylės esančių orbitų regione. Abiejų tyrimų autoriai nagrinėja periodines emisijas, atsirandančias tada, kai juodoji medžiaga pradeda absorbuoti naują medžiagą.
Juodosios skylės pačios sugeria visą šviesą už įvykio horizonto ribų, o erdvė už įvykio horizonto ribų paprastai skleidžia tokią šviesą dideliais kiekiais. Taip yra dėl to, kad į juodąją skylę patenkanti medžiaga turi didžiulį energijos krūvį. Jis praranda sukimo momentą ir sudužta su kitomis medžiagomis orbitoje aplink juodąją skylę. Taigi, nors mes negalime tiesiogiai gauti juodosios skylės vaizdo, galime padaryti keletą išvadų apie jos savybes, naudodamiesi jos sukuriamos aplinkos šviesa.
- „Salik.biz“
Šią savaitę buvo paskelbti du tyrimo dokumentai, kurie leidžia mums priartėti prie erdvės, artimos įvykio horizontui, ir sudaryti įvykių, esančių regione, kuriame yra arčiausiai juodosios skylės esančios stabilios orbitos, vaizdus. Vieno iš šių straipsnių autoriai padarė tokią išvadą: supermasyvi juodoji skylė sukasi taip greitai, kad jos paviršiaus taškas juda greičiu, lygiu maždaug pusei šviesos greičio.
Švytėjimo aidas
Abiejų tyrimų autoriai nagrinėja periodines emisijas, atsirandančias tada, kai juodoji medžiaga pradeda absorbuoti naują medžiagą. Ši medžiaga patenka į skylę per plokščią struktūrą, kurios centre yra juodoji skylė. Ši struktūra vadinama kaupimo disku. Atsiradus naujai medžiagai, diskas įkaista, todėl juodoji skylė tampa ryškesnė. Dėl šios priežasties aplinkinėje erdvėje vyksta pokyčiai. Abiejų tyrimų autoriai ieško atsakymo į klausimą, ką šie pokyčiai gali pasakyti apie juodąją skylę ir jos apylinkėse esančią erdvę.
Viename iš šių dokumentų mokslininkų dėmesys sutelktas į juodąją skylę su žvaigždžių mase, kuri yra 10 kartų didesnė už Saulės masę. Reaguodama į materijos patekimą į vidų, viena iš šių žvaigždžių sukūrė trumpalaikį įvykį pavadinimu MAXI J1820 + 070. Jis gavo savo vardą iš MAXS prietaiso, esančio ISS, kuris yra skirtas atlikti astronominius stebėjimus rentgeno spinduliu. Sužinojus šį įvykį, buvo galima atlikti naujus stebėjimus naudojant ISS įrangą, vadinamą NICER, kuri tiria vidinę neutroninių žvaigždžių sudėtį. Ši įranga gali labai greitai išmatuoti astronominių šaltinių skleidžiamus rentgeno spindulius, o tai leidžia efektyviai stebėti trumpalaikius objekto pokyčius.
Šiuo atveju „šviesos aido“analizei buvo naudojamas NICER instrumentas. Esmė ta, kad be prisikaupimo disko, juodose skylėse yra korona, tai yra energetiškai įkrautų medžiagų burbulas, esantis virš ir po disko plokštuma. Ši korona pati skleidžia rentgeno spindulius, kuriuos galima aptikti instrumentais. Bet šie rentgeno spinduliai taip pat smogia į kirpimo diską, o kai kurie iš jų atsispindi mūsų kryptimi. Toks lengvas aidas gali mums pasakyti kai kurias detales apie kirpimo diską.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Paslapties sprendimas
Šiuo atveju lengvas aidas padėjo išspręsti galvosūkį. Vaizdai, paimti iš be galo juodų skylių galaktikų centre, rodo, kad įbrėžimo diskas yra išsikišęs palei arčiausią juodosios skylės orbitą. Tačiau žvaigždžių masės juodųjų skylių matavimai rodo, kad įbrėžimo disko kraštai yra daug toliau. Kadangi fizinės savybės greičiausiai nesikeis atsižvelgiant į dydį, šie matavimai šiek tiek suglumino mokslininkus.
Nauja analizė rodo, kad MAXI J1820 + 070 rentgeno spinduliuose yra ir kintamų, ir pastovių savybių. Pastovios savybės rodo, kad aidą sukuriantis akcentinis diskas visiškai nekeičia jo vietos. Kintančios savybės rodo, kad kai juodoji skylė praranda materiją, jos vainikėlis tampa kompaktiškesnis, todėl rentgeno spinduliuotės šaltinis yra keičiamas. Nuolatinio signalo detalės rodo, kad įbrėžimo diskas yra daug arčiau juodosios skylės. Dėl šios priežasties nauji matavimai visiškai atitinka tai, ką mes žinome apie superdenzines juodųjų skylių versijas.
Žvaigždės mirtis
Superdenso teritorijoje yra objektas ASASSN-14li, aptiktas automatiškai tiriant supernovas. Šis objektas turėjo savybių, kurios dažniausiai pasireiškia įvykiu, vadinamu potvynio sutrikimu. Tokio įvykio metu juodoji skylė savo gravitacijos jėga nuplėšia per arti esančią žvaigždę. Tačiau vėlesni stebėjimai parodė, kad šio signalo struktūra gana keista. Kas 130 sekundžių jis trumpam sprogo.
Šis signalas nelabai skyrėsi nuo fono, kuriame įvyko žvaigždės sunaikinimas, tačiau jis buvo aptiktas trimis skirtingais instrumentais, o tai rodo, kad kažkas periodiškai vyksta. Paprasčiausias paaiškinimas yra tas, kad dalis žvaigždės pateko į orbitą aplink juodąją skylę. Tokių orbitų dažnis priklauso nuo juodosios skylės masės ir sukimosi greičio, taip pat nuo atstumo tarp juodosios skylės ir objekto, skriejančio aplink ją. Kitais būdais sunku išmatuoti juodosios skylės sukimąsi, todėl mokslininkai daugybę kartų atkartoja modeliavimą, išbandydami įvairias juodųjų skylių sistemos konfigūracijas.
Juodosios skylės masė nustatoma atsižvelgiant į galaktikos, kurioje ji yra, dydį. Tarp sukimosi greičio ir orbitos atstumo yra paprastas santykis: kuo arčiau kažkas yra prie juodosios skylės, tuo lėčiau juodoji skylė sukasi taip, kad objektas judėtų orbita tuo pačiu greičiu. Taigi, apskaičiuodami artimiausią įmanomą orbitą, mokslininkai sugebėjo nustatyti mažiausią sukimosi greičio vertę.
Atlikti skaičiavimai rodo, kad juodoji skylė sukasi mažiausiai tokiu greičiu, kad jo paviršiaus taškas juda puse šviesos greičio. (Norint pateikti išsamesnę idėją, reikia pasakyti, kad juodosios skylės gali būti tokios didelės, kad jų spindulys būtų toks pat kaip Saturno ar Neptūno orbitos.) Jei materija skrieja šiek tiek toliau nuo centro, tada taip gali būti ir juodoji skylė. pagreitina jo sukimąsi.
Dar negalime gauti juodųjų skylių vaizdų, tačiau tyrimai parodė, kad jose įvyksta daugybė įvykių, kurie gali suteikti mums daug duomenų apie jų elgesį Visatoje. Ir tai leidžia mums padaryti tam tikras išvadas apie pačių juodųjų skylių savybes, taip pat apie reikalą, kuris laukia sparnuose, kad patektų į jas. Mes taip pat pradedame gauti informaciją iš gravitacinių bangų stebėjimų, kurie suteikia mums supratimą apie susiduriančių juodųjų skylių masę ir sukimąsi. Visi šie duomenys pašalina neaiškumų iš juodųjų skylių, ir jie mums nebeatlikta teritorija.
Jonas Timmeris