Астрономите са открили супермасивна черна дупка (SMBH) с необичайно редовен график на хранене. Бехемотът е активно галактическо ядро (AGN) в сърцето на галактиката Сейферт 2 GSN 069. AGN е на около 250 милиона светлинни години от Земята и съдържа около 400 000 пъти повече от масата на Слънцето.
Екипът от астрономи използва XMM-Нютон на ESA и рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА, за да наблюдават рентгеновите емисии на SMBH. Приблизително на всеки 9 часа черната дупка пламва ярко с рентгенови лъчи, докато материалът се вкарва в нея. Астрономите са открили още две черни дупки на звездна маса, които пламват редовно, докато се хранят, но този вид закономерност в свръхмасивна черна дупка никога не е била наблюдавана досега.
„Тази черна дупка е в план за хранене, както никога досега не сме виждали.“
Джовани Миниутти, водещ автор, Център за астробиология на ESA, Испания.
Документът, очертаващ това откритие, е публикуван в Nature и е озаглавен „Деветчасови квазипериодични изригвания от рентгенови лъчи от галактическо ядро с ниска маса на черната дупка.“ Водещ автор е Джовани Миниутти от Центъра за астробиология на ESA в Испания. Според документа SMBH консумира материал около 4 Луни три пъти на ден. Това означава, че всеки път, когато черната дупка се храни, тя изразходва около милион милиарда лири материал.
„Тази черна дупка е в план за хранене, какъвто никога не сме виждали досега“, заяви Миниутти в съобщение за пресата. „Това поведение е толкова безпрецедентно, че се наложи да измислим нов израз, за да го опишем:„ Рентгенови квази-периодични изригвания “.“
Рентгеновите емисии от тази SMBH са известни и наблюдавани от юли 2010 г., но те са стабилни. Новият документ се основава на 54 дни наблюдения от декември 2018 г., започвайки от обсерваторията XMM-Newton на ESA. Тази обсерватория забеляза две избухвания на 24 декември. През януари XMM-Newton откри още три от тези редовни изблици.
Тогава астрономите поискаха повече време за наблюдение с обсерваторията Чандра на НАСА, за да проучат. Чандра наблюдава още пет от тези събития. По време на текущите редовни изригвания рентгеновата изгаряща активност се увеличава с два порядъка спрямо фоновите рентгенови емисии. Всеки пламък продължава малко повече от един час и се случва на всеки девет часа.
„Комбинирайки данни от тези две рентгенови обсерватории, ние проследихме тези периодични изблици поне 54 дни“, каза съавторът Ричард Сакстън от Европейския център за космическа астрономия в Мадрид, Испания. „Това ни дава уникална възможност да станем свидетели на притока на материя в супермасивна черна дупка, многократно ускоряваща и забавяща.“
По време на всеки от тези изблици рентгеновото изгаряне е 20 пъти по-ярко, отколкото през тихите периоди. Температурата на падащия газ също се повишава. Той се издига от около 1 милион градуса по Фаренхайт в по-тихите периоди до 2,5 милиона градуса по Фаренхайт по време на пламъци. По-високата температура е приблизително същата като температурата на газ около повечето SMBH, които активно нарастват.
Причината за тези редовни пламъци е неизвестна. Горещият 2,5 милиона градуса F. газ, заобикалящ GSN 069, е същата температура като газ, обграждащ други SMBH. Загадка е, защото просто е прекалено горещо от падащия диск от материал, който заобикаля черни дупки. Но GSN 069 е уникална възможност за изучаване на явлението, тъй като горещият газ многократно се образува след това изчезва.
Обикновено този горещ газ се причинява от разкъсване на звезда и консумиране от черна дупка, или така смятат астрономите. Но редовността, изложена от GSN 069, е загадка.
„Смятаме, че произходът на рентгеновата емисия е звезда, която черната дупка частично или напълно се разкъсва и бавно се консумира малко по малко“, каза съавторът Маргерита Джустини, също от Центъра за астробиология на ESA. "Но що се отнася до повтарящите се изблици, това е съвсем различна история, чийто произход трябва да бъде проучен с допълнителни данни и нови теоретични модели."
Отново виждането на свръхмасивна черна дупка консумира газ от звезда не е нищо ново. Редовността на изгарянето на GSN 069 е драскането на главата. Авторите на проучването предлагат две възможни обяснения за редовния режим на хранене на SMBH:
- Количеството енергия в диска се натрупва, докато не стане нестабилна и материята бързо попадне в черната дупка, предизвиквайки изблиците. Този цикъл се повтаря.
- Има взаимодействие между диска и вторичното тяло в орбита около черната дупка, може би остатъкът от частично разрушената звезда.
Благодарение на наблюденията на Чандра, екипът от учени знае, че източникът на изгарящите рентгенови лъчи е точно в сърцето на GSN 069. Именно там се очаква да бъде SMBH. Комбинираните данни от Chandra и XMM-Newton също ясно показват, че изгарянето, макар и редовно, бавно се променя: както размерът, така и продължителността на „храненето“ на черната дупка са намалели леко и пространството между всяко хранене нараства. От бъдещите наблюдения зависи дали тези тенденции продължават.
GSN 069 е от малката страна за SMBH. Обикновено SMBH съдържа толкова маса, колкото няколко милиона или дори няколко милиарда слънца, докато GSN 069 съдържа само около 400 000 слънца маса. Това би могло да помогне да се обясни защо този вид редовно хранене не е виждан досега.
За по-големите SMBH, много по-големи от тази, техните колебания на яркостта са много по-бавни. Вместо да изригва на всеки девет часа, трябва да им отнеме месеци или дори години, за да избухнат така. Това би обяснило защо не са наблюдавани квазипериодични изригвания (QPE) като тези. Рентгенологичните обсерватории са заети и няма начин да тренирате такава на една цел толкова дълго.
Има няколко случая, при които са наблюдавани големи увеличения или намаления на рентгенови лъчи, произведени от черни дупки. Тези наблюдения разчитаха на многократни наблюдения през месеци или дори години. Някои от тези промени са твърде бързи, за да бъдат обяснени със стандартната теория за падащата материя от акредиращия диск на черна дупка. Но това откритие може да обясни тези наблюдения. Може да изпитват подобно поведение като GSN 069.
Повече ▼:
- Прессъобщение: Учените откриват черна дупка има три горещи ястия на ден
- Документ за изследване: деветчасови квазипериодични рентгенови изригвания от галактическо ядро с ниска маса с черна дупка
- Уикипедия: Активен галактически нуклеус
