Przejdź do głównej zawartości

W pobliżu czarnej dziury znaleziono powtarzające się odpływy gorącego wiatru

Międzynarodowy zespół astronomów z Southampton, Oxfordu i Afryki Południowej wykrył bardzo gorący, gęsty wypływający wiatr w pobliżu czarnej dziury, co najmniej 25 000 lat świetlnych od Ziemi.


Główny badacz, prof. Phil Charles z University of Southampton wyjaśnił, że gaz (zjonizowany hel i wodór) emitowany był w seriach, które powtarzały się co 8 minut. Takie zachowanie zaobserwowano po raz pierwszy wokół czarnej dziury. 

Obiektem, który badał zespół prof. Charlesa, był Swift J1357.2-0933, odkryty pierwotnie jako układ wykazujący gwałtowne wybuchy promieniowania X w 2011 r. Wszystkie te układy składają się z gwiazdy o małej masie, podobnej do Słońca i zwartego obiektu, którym może być biały karzeł, gwiazda neutronowa lub czarna dziura. W tym przypadku Swift J1357.2-0933 jest układem podwójnym z czarną dziurą.

Materia z normalnej gwiazdy jest wciągana przez zwarty obiekt do dysku pomiędzy nimi. Ogromne wybuchy następują, gdy materia na dysku staje się gorąca i niestabilna i uwalnia duże ilości energii.

Profesor Charles powiedział: „Szczególnie niezwykłe w tym układzie było to, że naziemne teleskopy ujawniły, że jego jasność optyczna wykazywała okresowe spadki na wyjściu oraz że okres tych spadków powoli zmieniający się co około 2 – 10 minut, i w momencie wybuchu ewoluowały. Tak dziwnego zachowania nie zaobserwowano w żadnym innym obiekcie. Przyczyna tych niezwykłych, szybkich spadków była gorącym tematem debaty naukowej od czasu ich odkrycia. Tak więc z wielkim podekscytowaniem astronomowie powitali drugi wybuch tego obiektu w połowie 2017 roku, co dało okazję do dokładniejszego zbadania tego dziwnego zachowania.”

Profesor Charles i jego zespół uznali, że kluczem do otrzymania odpowiedzi będzie uzyskanie widm optycznych kilka razy podczas każdego cyklu spadkowego i zbadanie, w jaki sposób ich kolor zmieniał się z czasem. Ale przy obiekcie 10 000 razy słabszym, niż najsłabsza gwiazda widoczna nieuzbrojonym okiem i okresie spadku wynoszącym zaledwie około 8 minut, wymagało to dużego teleskopu.

Wykorzystali więc SALT (Southern African Large Telescope), największy teleskop optyczny na półkuli południowej, dzięki któremu uzyskali ponad godzinę widm, z których jedno było pobierane przez 100 sekund.

Profesor Charles dodaje: „Wyniki tych widm były oszałamiające. Wykazały absorpcję zjonizowanego helu, czego nigdy wcześniej nie widziano w takich układach. Oznacza to, że musi on być zarówno gęsty, jak i gorący – ok. 40 000 stopni. Co dziwniejsze, widmo zostało przesunięte w kierunku błękitu (efekt Dopplera), co wskazuje, że leciało w naszym kierunku z prędkością ok. 600 km/s. Ale to, co nas naprawdę zaskoczyło, to odkrycie, że widmo było widoczne tylko podczas spadków optycznych na krzywej zmian blasku.”

Co ciekawe, nie ma zaćmień gwiazdy towarzyszącej obserwowanej w świetle widzialnym lub rentgenowskim, jak można by się spodziewać. To wyjaśnia, że jest ona bardzo mała i znajduje się w cieniu dysku. Wniosek ten wynika ze szczególnego teoretycznego modelowania wiatrów zdmuchiwanych z dysków akrecyjnych, które zostało przeprowadzone przez jednego z członków zespołu Jamesa Matthewsa z University of Oxford, z wykorzystaniem superkomputerów.

Obiekt ten ma niezwykłe właściwości wśród i tak już interesującej grupy obiektów, które mogą nas wiele nauczyć o punktach końcowych ewolucji gwiazd i powstawaniu obiektów zwartych. Wiemy już o kilkudziesięciu układach czarnych dziur w naszej galaktyce, z których wszystkie mają masy w zakresie 5-15 mas Słońca, gdzie pojedyncza czarna dziura w naszym centrum galaktycznym ma ok. 4 mln mas Słońca. Wszystkie one rosną dzięki akrecji materii. Wiemy również, że znaczna część materii akrecyjnej jest wydmuchiwana. Gdy ma to miejsce z supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk, te potężne wiatry i dżety mogą mieć ogromny wpływ na resztę galaktyk.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds