Tim astronomа pomoću VLT je snimio kako crna rupa Swift J1727.8−1613, udaljena ~8.800 svetlosnih godina, tokom izbijanja 2023. izbacuje velike količine materije u obliku mlazova i gustih vetrova. Najmasivniji izlivi pojavili su se u periodima niže akrecije, što sugeriše da crne rupe mogu odbaciti značajan deo „obroka" — možda i polovinu mase koja je napuštala pratilaću zvezdu. Rad je objavljen 29. jula u MNRAS i pruža jedinstven uvid u dinamičan ciklus hranjenja crne rupe.
VLT snimio „kosmičku probavu“: kako crna rupa Swift J1727.8−1613 izbacuje polovinu obroka
Credit: John A. Paice/ Castro Segura/ et al
Astronomi su pomoću Very Large Telescope (VLT) zabeležili nasilne izlaze materije iz sistema Swift J1727.8−1613, otkrivajući da crne rupe ne gutaju sve što im priđe, već veliki deo materije vraćaju u svemir. Posmatranje iz 2023. godine pružilo je detaljan, vremenski razrađen uvid u proces akrecije i izbacivanja materije.
Swift J1727.8−1613 je binarni sistem udaljen oko 8.800 svetlosnih godina. U njemu crna rupa povlači materiju sa pratilaće zvezde koja formira akrecioni disk — rotirajući, zagrejan sloj gasova koji ne može direktno da padne u crnu rupu zbog uglovog momenta. Intenzivne plimne sile i trenje u disku ga pregrejavaju i čine izvorom jakog X-zračenja, što je omogućilo otkriće i detaljna praćenja izbijanja 2023. godine.
Tim predvođen Noelom Castrom Segurom (University of Warwick) otkrio je da je, dok je crna rupa „skidala“ materiju sa zvezde, značajan deo bio progutan, ali je podjednako veliku količinu materije sistem izbacivao nazad u svemir u obliku:
An illustration of a black hole stripping stellar material from a companion star. | Credit: Chandra X-Ray Observatory, NASA
- visokobrzinskih mlazova plazme i
- gustih, strujajućih „vetrova" gasa.
Neočekivano, najmasivniji izlivi materije dogodili su se u periodima kada je priliv materije ka crnoj rupi (akrecija) bio znatno slabiji nego tokom početnog, najoštrijeg izbijanja. Preliminarne procene sugerišu da je na kraju možda i do polovine zvezdane mase koja je napustila pratilaću zvezdu završilo u obliku izbačenog materijala, a ne progutano od strane crne rupe.
„Ljudi često zamišljaju crne rupe koje jednostavno gutaju sve oko sebe," rekao je Noel Castro Segura. „Ono što vidimo je mnogo složeniji proces. Materija pada unutra, sistem je prerađuje i iznenađujući deo se ponovo izbacuje.“
Posmatranja su omogućila stvaranje svojevrsnog „filma" koji prikazuje kako se akrecioni disk i energetski mlazovi menjaju kroz čitav ciklus hranjenja — od početnog bljeska do smirivanja kad sistem i dalje pokreće masivne vetrove. Takav vremenski sled pomaže da se razume veza između materije koja tone ka crnoj rupi i materije koja biva izbačena gotovo brzinom svetlosti.
„Obično težimo dramatičnim vatrometima kad počne izbijanje crne rupe, ali naša posmatranja pokazuju da finale može biti podjednako intenzivno," rekao je Kyle Solomons, doktorski istraživač na University of Cape Town.
Rezultati tima objavljeni su 29. jula u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Nalazi doprinose razumevanju kako akrecija i izlivi utiču na evoluciju binarnih sistema i na povratne procese kojima crne rupe menjaju okolno okruženje u galaksijama.
Šta ostaje otvoreno? Tačna frakcija mase koja je trajno izgubljena iz sistema zahteva dodatne kvantitativne analize i dalja posmatranja u različitim talasnim dužinama. Ipak, ovo istraživanje jasno pokazuje da efikasnost „jede“ crnih rupa može biti znatno manja nego što se ranije pretpostavljalo.
Pomozite nam da budemo bolji.
