Néhány fekete lyuknak „szívverése” van

A Hubble Űrteleszkóp által készített kép egy galaxisról, melnyek közepén egy fekete lyuk van.

Fotó: NASA/ESA/STScI

Az ismert fekete lyukak kis része röntgensugarakat bocsát ki, ami hasonlít az emberi szívverésre. Most egy új tanulmány magyarázatot ad a furcsa jelenségre - írja a Live Science.

Amikor a fekete lyukak egy bináris rendszerben vannak – megosztják a pályát egy másik csillaggal – gázt vonnak el egy csillag társtól. Amikor ez történik, a gáz összehúzódik és hihetetlenül nagy hőmérsékletre melegszik fel bőséges mennyiségű röntgensugárzást bocsátva ki a folyamatban. Ezen a folyamaton keresztül azonosítottak fekete lyukat: Cygnus X-1 az egyik legragyogóbb röntgensugár forrás az egünkön. A Cygnus X-1 egy röntgensugárzás forrás a galaxisunkban, és az első olyan forrás, amit egy fekete lyuk jelenlétének tulajdonítottak.

A több ezer, több millió éven át tartó őrületes táplálkozás közepette alkalmanként lehet hatalmas kitörés. Ez egy hirtelen röntgensugár fellobbanás, amit a hatalmas mennyiségű anyag egyszerre történő elfogyasztása okoz. 

A csillagászok sok ilyen fellobbanást tanulmányoztak az évek során, de a részletes megfigyelések alkalmanként furcsa viselkedést tártak fel. Az általános fellobbanáson kívül van egy kis variabilitás, a kitörési eseménybe beágyazott szabályos aktivitási pulzus. A csillagászok ezeket a pulzusokat szívverés kitöréseknek nevezik, mert a viselkedésük hasonlít egy emberi szívverés EKG jelére, lassan emelkedik, gyorsan csökken, aztán visszatér a normális állapotba.

A Kínai Tudományos Akadémia részecskefizika laboratóriumának csillagászcsapata tanulmányozta a legfrissebb szívverés kitörést és az ezt tüzelhető folyamatot. Dolgozatukat az arXiv előnyomtatási adatbázisban publikálták és benyújtották publikálásra a The Astrophysical Journal asztrofizikai magazinba.

A Hubble Űrteleszkóp által készített kép egy galaxisról, melnyek közepén egy fekete lyuk van.
Fotó: NASA/ESA/STScI / Live Science

A kitörés, amit tanulmányoztak, a Földtől 28.000 fényévnyire lévő IGR J17091-3624 fekete lyukból származott. A 2022-ben a Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) és a Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) teleszkóppal szerzett röntgensugár adatokat felhasználva a csapat világos bizonyítékot talált arra, hogy a kitörésben szívverésszerű jel van. A szívverést tanulmányozva arra jutottak, hogy ezek a fajta pulzusok a fekete luk körüli anyagban lévő interakciók és instabilitások miatt van. Amikor az anyag egy fekete lyukba hull, nem csak összehúzódik, hanem egy vékony, gyorsan forgó lemezt képez. A lemez belső széle az eseményhorizont felé lejt, míg a lemez többi része röntgensugárzásban ragyog. Ez egy nagyon instabil helyzetet teremt, mert a lemezből jövő sugárzás vetélkedik a fekete lyuk gravitációs vonzásával. Hogy beinduljon a szívverés, a lemez időlegesen széttöredezik, elveszítve kohézióját és nagy mennyiségű anyagot küld le a fekete lyuk felé. Ez hatalmas mennyiségű sugárzást szabadít fel, ami a szívverés pulzussal kezdődik. A sugárzás aztán felmelegíti a gázt, ami ideiglenesen megakadályozza, hogy behulljon. Aztán a gáz letelepedik mielőtt a folyamat megismétlődik, megteremtve egy másik szívverés alapjait.

Ezek a szívverés jelek hihetetlenül ritkák - a több száz ismert fekete lyuk körül csak két fekete lyuknál van –, de a kutatók remélik, hogy tudnak többet is tanulmányozni, mivel ez értékes bepillantást nyújt a fekete lyukak és környezetük közti kapcsolatba.

(Forrás: Live Science: https://www.livescience.com/)