Badania dowodzą istnienia wiatrów na zewnątrz czarnych dziur w trakcie pożerania przez nie materii

Wizja artystyczna przedstawiająca silne wiatry rozrywające zewnętrzny dysk materii otaczający czarną dziurę o masie gwiezdnej. Materia dysku (głównie w kolorze żółtym) ściągana jest z zewnętrznych warstw pobliskiej gwiazdy (górny, prawy róg). Czarna dziura o masie gwiazdy znajduje się w centrum dysku o średnicy około 5 milionów kilometrów, ale pożera tylko materię jeżeli i kiedy dotrze ona do centralnych 30 kilometrów. Źródło: NASA/Swift/A. Simonnet, Sonoma State University

Najnowsze badania dostarczają pierwszych dowodów na istnienie silnych wiatrów wokół czarnych dziur w okresach jasnych rozbłysków, do których dochodzi gdy czarna dziura intensywnie pożera materię.

Wyniki badań opublikowane w periodyku Nature rzucają nowe światło na transfer masy do czarnych dziur oraz na wpływ czarnych dziur na ich bezpośrednie otoczenie. Badania przeprowadzone zostały przez międzynarodowy zespół badaczy kierowany przez naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Albercie.

Wykorzystując dane z trzech międzynarodowych agencji kosmicznych obejmujące 20 lat obserwacji, naukowcy wykorzystali nowe techniki statystyczne do badania rozbłysków z rentgenowskich układów podwójnych obejmujących czarne dziury o masie gwiezdnej. Uzyskane za ich pomocą wyniki wskazują na dowody istnienia stałych oraz silnych wiatrów w otoczeniu czarnych dziur w okresie pożerania materii. Dotychczas silne wiatry obserwowane były tylko w ograniczonych fragmentach tych zdarzeń.

[AdSense-A]

 

„Wiatry muszą wywiewać znaczną część materii, którą mogłaby pożreć czarna dziura” mówi Bailey Tetarenko, doktorant i główny autor artykułu opisującego odkrycie. „W jednym z naszych modeli, wiatry wywiały 80 procent potencjalnego ‚pożywienia’ czarnej dziury”.

W zależności od ich rozmiarów, czarne dziury o masie gwiazdowej mają zdolność pochłonięcia wszystkie w promieniu od 3 do 150 kilometrów.  „Nawet światło nie może uciec z tak bliskiego otoczenia czarnej dziury”tłumaczy Gregory Sivakoff, profesor fizyki i współautor opracowania. Inne, dużo większe czarne dziury, tzw. supermasywne czarne dziury, wydają się mieć wpływ na formowanie całych galaktyk. „Jednak nawet supermasywne czarne dziury są mniejsze od Układu Słonecznego. Choć są one małe, to jednak czarne dziury mają zaskakująco duży wpływ na otoczenie” tłumaczy Sivakoff.

Zatem co właściwie powoduje powstawanie tych wiatrów w przestrzeni? Jak na razie pozostaje to tajemnicą. „Uważamy, że pola magnetyczne odgrywają kluczową rolę. Jednak będziemy potrzebowali rozległych dalszych badań, aby zrozumieć te wiatry” mówi Craig Heinke, profesor fizyki i współautor opracowania.

Wyniki obserwacji opublikowano 22 stycznia  w periodyku Nature.

Źródło: University of Alberta

[AdSense-B]