Crna rupa daleke galaksije neočekivano se bljesnula

Rendgenski prikaz aktivne crne rupe u jezgru daleke galaksije GSN 069, udaljene oko 250 milijuna svjetlosnih godina. Gornji dio animacije prikazuje zapažanja ESA-inog svemirskog teleskopa XMM-Newton. Graf u donjem dijelu pokazuje varijacije rendgenske svjetline crne rupe u odnosu na njezinu 'uspavanu' razinu. Pročitajte više o ovoj slici koja se nalazi putem ESA / XMM-Newton / G. Miniutti i M. Giustini.

ESA je 11. rujna 2019. rekao da je njegov rendgenski svemirski teleskop XMM-Newton otkrio nikad ranije viđene periodične bljeskove rendgenskog zračenja iz divovske crne rupe u dalekoj galaksiji. Ti su znanstvenici u izjavi rekli da su rakete:

… Mogao bi vam pomoći objasniti neka zagonetna ponašanja aktivnih crnih rupa

Aktivne crne rupe su one koje i dalje aktivno gutaju materijal - zvijezde, plin, prašina - koje opskrbljuju njihove kućne galaksije. Skloni smo vidjeti aktivne supermasivne crne rupe - poput one promatrane kako plamte u galaksiji poznatoj kao GSN 069, koja se nalazi oko 250 milijuna svjetlosnih godina - u udaljenim galaksijama, za razliku od mirnije supermasivne crne rupe u središtu naše vlastiti Mliječni put (iako se činilo da će središnja crna rupa Mliječnog puta nešto poharati ranije ove godine). Od baklji koje se vide iz središnje crne rupe u GSN 069, astronomi su rekli:

24. prosinca 2018. godine, izvor je vidio da iznenada povećava svoju svjetlinu i do faktora 100, a zatim se u jednom satu prigušio na normalnu razinu i ponovo upalio devet sati kasnije.

Giovanni Miniutti, iz Centro de Astrobiología u Madridu, Španjolska, vodeći je autor novog rada objavljenog 11. rujna u časopisu Nature . On je rekao:

Bilo je to potpuno neočekivano. Velike crne rupe redovito trepere poput svijeće, ali brze, ponavljajuće promjene koje su u GSN 069 viđene od prosinca nadalje nešto su potpuno novo.

Nakon što se pojavilo vijest da plamti ova crna rupa, ostali su teleskopi okrenuti u svom smjeru. XMM-Newton izvršio je praćenje u sljedećih nekoliko mjeseci, kao i NASA-in rentgenski opservatorij Chandra. Ovi teleskopi su potvrdili:

... da je daleka crna rupa još uvijek zadržavala tempo, emitirajući gotovo periodične praske X-zraka svakih devet sati.

Istraživači nazivaju novi fenomen "kvazi-periodičnim erupcijama" ili QPE-ovima.

Optički i rendgenski prikaz aktivne galaksije GSN 069. Više o ovoj slici. Slika putem ESA.

Vjerojatno ste čuli da su crne rupe crne jer im nijedna svjetlost ne može pobjeći. Pa što radi žmirkanje? Rafali potječu iz procesa privijanja. To se događa prije nego što plin, prašina ili zvjezdani ostaci padnu pored točke povratka, poznate kao horizont događaja. Prije tog konačnog zaletanja preko horizonta događaja, materijal tvori spljošten prsten od predionice, poznat kao akumulacijski disk. Miniutti je objasnio da rendgenski zraci:

… Potječu od materijala koji se ugrađuje u crnu rupu i zagrijava se u tom procesu.

U akrektorskom disku postoje različiti mehanizmi koji mogu dovesti do ove vrste kvaziperiodičnog signala, potencijalno povezane s nestabilnostima u akrecijskom toku blizu središnje crne rupe.

Alternativno, erupcije bi mogle nastati uslijed interakcije materijala diska s drugim tijelom drugom crnom rupom ili možda ostatkom neke zvijezde prethodno poremećenom crnom rupom.

Giovanni i kolege rekli su da - iako nitko prije nije opazio taj fenomen - periodični bljeskovi poput onih koje su upravo vidjeli mogu biti česti u svemiru. Njihova izjava je objasnila:

Moguće je da fenomen nije ranije identificiran, jer je većina crnih rupa na jezgrama udaljenih galaksija, s masama milijuna do milijarde puta većim od mase našeg sunca, mnogo veće od one u GSN 069, što je samo oko 400 000 puta masivniji od našeg sunca.

Što je crna rupa veća i masivnija, to će se sporije oscilirati osvjetljenosti, tako da bi tipična supermasivna crna rupa mogla izbiti ne svakih devet sati, već svakih nekoliko mjeseci ili godina. To bi učinilo otkrivanje malo vjerojatnim jer promatranja rijetko obuhvaćaju tako dugačka razdoblja.

Rekli su da bi kvaziperiodične erupcije poput one pronađene u GSN 069 mogle pružiti prirodni okvir za interpretaciju zbunjujućih obrazaca uočenih u značajnom udjelu aktivnih crnih rupa, čija se svjetlina čini da se prebrzo razlikuje da bi ih bilo lako objasniti trenutnim teorijskim modelima. Miniutti je rekao:

Znamo za mnoge masivne crne rupe čija svjetlina raste ili opada vrlo velikim čimbenicima u roku dana ili mjeseci, dok bismo očekivali da se one mijenjaju znatno sporijim tempom.

Ali ako neka od ove varijabilnosti odgovara fazama porasta ili propadanja erupcija sličnih onima otkrivenim u GSN 069, tada se brza varijabilnost ovih sustava, koja izgleda trenutno neizvediva, može prirodno objasniti.

Novi podaci i daljnje studije pokazat će ima li ta analogija zaista.

Rendgenski zraci iz aktivne galaksije GSN 069. Više o ovoj slici. Slika putem ESA / XMM-Newton; NASA / CXC; G. Miniutti (CAB, CSIC-INTA, Španjolska).

Kvazi-periodične erupcije uočene u GSN 069 mogu objasniti i druga intrigantna svojstva koja su primijećena u rendgenskoj emisiji iz gotovo svih svijetlih, nakupljenih supermasivnih crnih rupa, o kojima možete čitati u ESA Space News.

Za sada, ovaj tim astronoma pokušava organizirati svoja istraživanja daleke galaksije GSN 069; na primjer, oni pokušavaju utvrditi definirajuća svojstva ove galaksije u vrijeme kad su prvi puta otkrivene periodične erupcije. Norbert Schartel, ESA-in XMM-Newton znanstvenik, rekao je:

GSN 069 je izuzetno fascinantan izvor, s potencijalom da postane referenca u području akumulacije crnih rupa.

Znajući što tražiti, rekli su, također će im pomoći da učinkovitije koriste rendgenske teleskope poput XMM-Newtona i Chandra u potrazi za kvazi-periodičnim erupcijama iz drugih supermasivnih crnih rupa u drugim udaljenim galaksijama. Margherita Giustini iz madridskog Centro de Astrobiología - koautorica studije - rekla je da je cilj:

… Da dodatno razumije fizičko podrijetlo ovog novog fenomena.

Dno crta: Krajem 2018. godine primijećeno je da će supermasivna crna rupa u galaksiji GSN 069 - udaljena oko 250 milijuna svjetlosnih godina - iznenada povećati svjetlinu i do faktora 100, a zatim se smanjiti na normalne razine u roku jednog sata, a zatim ponovno zasvijetliti devet sati kasnije. Od tada nastavlja s tim kvaziperiodičnim paljbama. Znanstvenici žele znati što ih uzrokuje.

Izvor: Devetčasovna rendgenska kvaziperiodična erupcija iz galaktičkog jezgra male mase male crne rupe

Putem ESA