Neįprastas reiškinys atskleidė juodųjų skylių paslaptį

Du Jungtinių Amerikos Valstijų kosmoso agentūros NASA teleskopai užfiksavo milžiniškus rentgeno spindulių išsiveržimus iš juodosios skylės. Šie pliūpsniai, anot mokslininkų, gali padėti išspręsti ilgą laiką kankinusias šių destruktyvių kosminių objektų paslaptis.

Teleskopai, įskaitant ir „Nuclear Spectroscopic Telescope Array“ (dar kitaip žinomą kaip „NuSTAR“) spektroskopą, iš pradžių užfiksavo sprogimą iš juodosios skylės vainiko, o vėliau pasirodė ir rentgeno spindulių pliūpsnis.

Mokslininkai jau ilgą laiką stebėjo juodųjų skylių generuojamus energijos pliūpsnius, tačiau nežinojo, kas juos sukelia. Dabar pavyko išsiaiškinti, jos šie sprogimai yra nulemti vainiko, esančio šalia juodosios skylės.

Astronomai mano, kad vainikai gali būti vienos iš dviejų skirtingų konfigūracijų. „Lempos stulpo“ modelis tvirtina, kad tai yra kompaktiški šviesos šaltiniai, primenantys šviestuvus, kybančius virš juodosios bedugnės jos sukimosi ašyje.

Kitas modelis aiškina, kad vainikai yra daugiau išskydę ir arba sudaro didesnį debesį apie bedugnę, arba „sumuštinį“, kuris supa aplink juodąją bedugnę besisukantį diską tarsi duonos riekės. Neatmetamas ir variantas, kad vainikų konfigūracija kaitaliojasi iš lempos stulpo į sumuštinį.

Naujieji stebėjimų duomenys labiau dera su lempos stulpo modeliu ir kol kas detaliausiai atskleidžia, kaip juda lempą primenantys vainikai. Stebėjimas pradėtas kai „Swift“, danguje ieškantis rentgeno ir gama spindulių pliūpsnių, užfiksavo labai ryškų spinduliavimą, sklindantį nuo supermasyvos juodosios bedugnės Markarian 335, arba Mrk 335 – ši šviesa nuo bedugnės, esančios Pegaso žvaigždyne, pradėjo keliauti prieš 324 mln. metų.

Supermasyvi juodoji bedugnė, esanti galaktikos centre, vienu metu buvo pats ryškiausias rentgeno spindulių šaltinis visame danguje.

„Tai yra pirmas kartas, kai susiejome vainiko judėjimą su žybsniu. Tai mums padės suprasti, kokiu būdu supermasyvios juodosios bedugnės sukuria vienus ryškiausių procesų Visatoje“, – sakė tyrimui vadovavęs Kanados Šv. Marijos universiteto Halifakse mokslininkas Danas Wilkinsas. Tyrimo ataskaitą publikavo „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

 

„Kažkas labai keisto nutiko 2007 metais, kai Mrk 335 pritemo net 30 kartų. Nustatėme, kad ji ir toliau žybčioja, tačiau nepasiekia to ryškumo ir stabilumo, kaip anksčiau“, – sakė tyrimo bendraautoris, Šv. Marijos universiteto mokslininkas Luigi Gallo.

Kitas bendraautoris, Morhedo universiteto Kentukyje (JAV) mokslininkas Dirkas Grupe, „Swift“ teleskopu Mrk 335 stebi jau nuo 2007 metų. 2014 metų rugsėjį „Swift“ užfiksavo galingą Mrk 335 žybsnį. Kai L. Gallo apie tai sužinojo, jis nedelsiant nusiuntė prašymą „NuSTAR“ observatorijos grupei, nukreipti savo objektyvą į objektą dėl netikėtai atsiradusios stebėjimo galimybės.

Ir po aštuonių dienų visas „NuSTAR“ dėmesys buvo nukreiptas į tą kosmoso sritį, kurioje dar matėsi antroji žybsnio dalis. Kruopščiai išanalizavę duomenis astronomai suprato, kad jie mato juodosios skylės vainiko išmetimą ir vėlesnį subliuškimą.

„Vainikas iš pradžių susikoncentravo link juodosios bedugnės, o tuomet šovė viršun. Vis dar nežinome kaip susiformuoja juodųjų bedugnių rentgeno spindulių žybsniai, tačiau galimybė stebėti, kaip šios bedugnės vainikas prieš subliūkšdamas pradėjo formuoti žybsnio pagrindą, buvo iš tiesų jaudinanti“, – džiūgavo D. Wilkinsas.

O kaip mokslininkai sugebėjo įžiūrėti, kad vainikas judėjo? Vainikas, pasirodo, taip pat skleidžia rentgeno spindulius, tik šiek tiek kitokio bangos ilgio (t. y., kitokios „spalvos“) nei apie bedugnę besisukantis diskas.

Abiem kosminėmis observatorijomis analizuodami rentgeno spindulių, sklindančių nuo Mrk 335, spektrus, mokslininkai sugebėjo įžiūrėti, kad vainiko spinduliai paryškėjo ir kad šio paryškėjimo priežastis yra vainiko judėjimas. Vainikų judesiai gali būti labai greiti.

Su Mrk335 siejamas vaikinas, mokslininkų teigimu, judėjo net penktadaliu šviesos greičio. Kai taip nutinka ir vainikas juda mūsų kryptimi, jo skleidžiama šviesa paryškėja dėl optinio efekto, vadinamo reliatyvistiniu Dopplerio stiprinimu. Sudėlioję turimų duomenų dėlionę, mokslininkai padarė išvadą, kad bedugnės rentgeno spindulių žybsnį sukėlė vainiko judėjimas nuo bedugnės.

„Energingų rentgeno spindulių šaltinio, kurį mes vadiname vainiku, prigimtis yra paslaptinga, tačiau dabar, turėdami galimybę stebėti šiuos dramatiškus pokyčius, gauname bent šiokių tokių duomenų apie vainiko dydį ir struktūrą“, – sakė NuSTAR programos vyriausioji mokslininkė Fiona Harrison, dirbanti Kalifornijos technologijų institute (JAV).

Žinoma, dar yra daug žinių spragų. Pavyzdžiui, astronomai norėtų suprasti, kokia buvo pirminė vainiko judėjimo priežastis.

 

   

Facebook komentarai