Przejdź do głównej zawartości

Odkryto stałe wiatry w podczerwieni powstałe podczas erupcji czarnej dziury o masie gwiazdowej

Zespół naukowców po raz pierwszy wykrył stałą emisję podczerwieni z wiatrów powstałych podczas erupcji czarnej dziury w rentgenowskim układzie podwójnym. Do tej pory te przepływy materii były wykrywane tylko w innych zakresach długości fal, takich jak promieniowanie rentgenowskie lub widzialne, w zależności od fazy, w której czarna dziura konsumuje otaczającą ją materię. Badanie to stanowi pierwszy dowód na to, że wiatry są obecne podczas ewolucji erupcji, niezależnie od fazy, i jest to krok naprzód w naszym rozumieniu tajemniczych procesów akrecji na czarne dziury o masach gwiazdowych.


Rentgenowskie układy podwójne, jak sugeruje ich nazwa, są gwiazdami podwójnymi, które emitują promieniowanie rentgenowskie. Tworzy je zwarty obiekt, zwykle czarna dziura, z gwiezdnym towarzyszem. Małomasywne rentgenowskie układy podwójne mają towarzyszy o masach równych lub mniejszych od Słońca. W tych układach obydwa ciała krążą w tak małej odległości, że część masy gwiazdy wpada do studni grawitacyjnej czarnej dziury, tworząc wokół niej płaski dysk materii. Proces ten nazywa się akrecją a dysk – akrecyjnym.

Niektóre rentgenowskie układy podwójne, określane jako przejściowe, zmieniły się ze stanów spoczynkowych, w których ilość masy opadającej na czarną dziurę jest niewielka, a jej jasność jest zbyt niska, aby wykryć ją z Ziemi, do stanów erupcyjnych, w których czarna dziura ma zwiększoną szybkość akrecji, tak że materia w dysku nagrzewa się, osiągając wartości od jednego do dziesięciu mln Kelwinów. Podczas tych erupcji, które mogą trwać od kilku tygodni do kilku miesięcy, układ emituje duży strumień promieni rentgenowskich, a jego jasność wzrasta o kilka wielkości.

Nadal nie wiemy, jakie są fizyczne procesy zachodzące podczas tych epizodów akrecji. „Układy te są miejscami, w których materia poddawana jest działaniu pól grawitacyjnych należących do najsilniejszych we Wszechświecie, tak więc rentgenowskie układy podwójne są laboratoriami fizycznymi, które natura zapewnia nam do badania zwartych obiektów oraz zachowania otaczającej je materii” – wyjaśnia Javier Sánchez Sierras, badacz w IAC i pierwszy autor artykułu.

Jednym z najważniejszych procesów fizycznych, które naukowcy muszą zrozumieć, jest wyrzucanie materii lub wiatrów podczas epizodów akrecji. Według Teo Muñoza Dariasa, badacza IAC i współautora artykułu „badanie wiatrów w tych układach jest kluczem do zrozumienia procesów akrecji, ponieważ wiatry mogą usuwać nawet więcej materii, niż akreuje czarna dziura.”

Ten sam wiatr, różne stany
Artykuł, który niedawno ukazał się w Astronomy and Astrophysics Letters, przedstawia odkrycie wiatrów w podczerwieni z czarnej dziury MAXI J1820+070, emitowanych podczas erupcji, która miała miejsce w latach 2018-2019. W ciągu ostatnich dwudziestu lat obserwowano wiatry w promieniach X podczas erupcji, określane jako miękkie, w których dominuje promieniowanie emitowane przez dysk akrecyjny, wykazujące wysoką jasność. Niedawno ta sama grupa z IAC odkryła wiatry na widzialnych długościach fal w twardym stanie akrecji charakteryzujący się swoim wyglądem przypominającym dżet, który wychodzi zasadniczo prostopadle do dysku akrecyjnego i silnie emituje na falach radiowych.

Jak podkreśla Sánchez Sierras: „W niniejszym badaniu wykazaliśmy odkrycie wiatrów podczerwonych, które obecnie są zarówno w stanie twardej, jak i miękkiej akrecji, podczas pełnej ewolucji erupcji, tak że ich obecność nie zależy od stanu akrecji, i jest to pierwszy raz, kiedy tego typu wiatry są obserwowane.” Naukowcom udało się także wykazać, że właściwości kinematyczne wiatru są bardzo zbliżone do obserwowanych w 2019 roku w zakresie widzialnym i osiągają prędkości dochodzące do 1800 km/s.

„Dane sugerują, że wiatr jest taki sam w obu przypadkach, ale jego widoczność zmienia długość fali podczas ewolucji erupcji, co wskazywałoby, że układ w trakcie erupcji traci masę, a także moment pędu” – wyjaśnia Muñoz Darias. Wyniki te są bardzo ważne dla naukowców, ponieważ dodają nowy element do globalnego obrazu wiatrów w tych układach i stanowią krok naprzód w kierunku pełnego zrozumienia procesów akrecji na czarne dziury o masach gwiazdowych.

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. Naukowcy uważają, że źró…

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 naukowcy wykorzystali dane…

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 przedstawiona przez b…