Přeplněné hvězdné pole kolem GRS 1915 a jeho detailní záběr (vložka). Kredity: Rentgen: NASA/CXC/Harvard/J. Neilsen a kol. Optický: Palomar DSS2.
Černé díry s hvězdnou hmotností o hmotnosti 7 až 25 hmotností Slunce se nazývají „mikrokvasary“, když vytvářejí silné výtrysky částic a záření, miniaturní verze těch, které lze vidět v kvasarech. Černé díry s hvězdnou hmotností jsou na malém konci stupnice naproti superhmotným černým dírám, včetně těch v kvasarech, které váží miliony až miliardkrát více než Slunce.
Podle nového výzkumu mohou být trysky mikrokvasarů součástí tajné zbraně pro udržení jejich malých postav.
X-ray observatoř NASA Chandra X-ray Observatory poprvé zaznamenala souhru ve slavném mikrokvasaru vzdáleném asi 40 000 světelných let v souhvězdí Aquila. Tento systém, GRS 1915+105 (zkráceně GRS 1915), obsahuje černou díru o hmotnosti 14krát větší než Slunce, která se živí materiálem z blízké doprovodné hvězdy. Když se materiál víří směrem k černé díře, vytvoří se akreční disk.
Dva astronomové z Harvardu odhalují nově objevenou přetahovanou mezi jety a horkými větry z materiálu spirálovitě směrem k černé díře v tom, co se nazývá „akreční disk“. Výtrysky i horký vítr vyvrhují z proudu hmotu, která by jinak napomohla růstu černé díry.
Chandra se svým spektrografem pozoroval GRS 1915 jedenáctkrát od jeho startu v roce 1999. Tyto studie odhalují, že výtrysk v GRS 1915 se může periodicky dusit, když horký vítr, viděný v rentgenovém záření, je odháněn od akrečního disku kolem černá díra. Věří se, že vítr zastaví proud tím, že ho připraví o hmotu, která by ho jinak poháněla. A naopak, jakmile vítr utichne, tryska se může znovu objevit.
Rychlost narůstání se mění, ale kvůli souhře zůstává rychlost odtoku konstantní.
„Zdá se, že černá díra je schopna kontrolovat, kolik hmoty v daném okamžiku spotřebovává nebo nespotřebovává,“ řekl hlavní autor Joseph Neilsen, kandidát doktorského studia na Harvardu.
Samoregulace je běžné téma, když se diskutuje o supermasivních černých dírách, ale toto je první jasný důkaz toho u černých děr o hvězdné hmotnosti.
Neilsen říká, že je těžké odolat připisování svévole chování černé díry: „Když mluvíte o regulaci, znamená to určitý druh sebekontroly,“ řekl. 'Vidíme, že se to děje, ale rozhodně není jasné proč. Zatím to přičítáme nějaké touze černé díry.“
Přestože se mikrokvasary a kvasary hmotnostně liší v milionových faktorech, měly by vykazovat podobné chování, vezmeme-li v úvahu jejich velmi odlišné fyzické měřítko.
Časová osa pro změny chování černé díry by se měla lišit v poměru k hmotnosti. Například hodinová časová osa pro změny v GRS 1915 by odpovídala asi 10 000 let pro supermasivní černou díru, která váží miliardu hmotnosti Slunce.
„Nemůžeme doufat, že prozkoumáme na této úrovni detailů v jakémkoli jediném systému supermasivních černých děr,“ řekla spoluautorka Julia Lee, astronomka z Harvardu. „Takže se můžeme naučit ohromné množství o černých dírách pouhým studiem hvězdných děr, jako je tato.“
Nové výsledky se objeví ve vydání časopisu 26. březnaPříroda.
O HLAVNÍM OBRÁZKU: Optický a infračervený snímek z Digitized Sky Survey ukazuje přeplněné pole kolem GRS 1915, které se nachází v blízkosti roviny naší Galaxie. Vložená část ukazuje detailní záběr snímku Chandra GRS 1915, jednoho z nejjasnějších zdrojů rentgenového záření v galaxii Mléčná dráha. Kredity: Rentgen: NASA/CXC/Harvard/J. Neilsen a kol. Optický: Palomar DSS2. K dispozici je zoomovací video tady .
Prameny: NASA , studie Nature a rozhovor s Josephem Neilsenem