Kara delikler neden parlıyor? Çalışma, öğrenmek için 5.000 yıldız yiyen devi inceliyor

Kara delikler, astronomların standartlarına göre bile tuhaf şeyler. Kütleleri o kadar büyüktür ki etraflarındaki uzayı o kadar büker ki hiçbir şey, ışığın kendisi bile kaçamaz.

Ve yine de, ünlü karalıklarına rağmen, bazı kara delikler oldukça görünür. Bu galaktik boşlukların yuttuğu gaz ve yıldızlar, deliğe tek yönlü yolculuklarından önce parlayan bir disk tarafından emilir ve bu diskler tüm galaksilerden daha parlak bir şekilde parlayabilir.

Daha da tuhafı, bu kara delikler parlıyor. Parlayan disklerin parlaklığı günden güne değişebilir ve kimse bunun neden olduğundan tam olarak emin değildir.

Bu parıldamanın neden meydana geldiğini anlamak amacıyla, beş yıl boyunca gökyüzündeki en hızlı büyüyen kara deliklerin 5.000’den fazlasını izlemek için NASA’nın asteroit savunma çabasına sırtını döndük. yılında yeni bir gazetede Doğa Astronomisicevabımızı bildiriyoruz: sürtünme ve yoğun yerçekimi ve manyetik alanların yönlendirdiği bir tür türbülans.

Devasa yıldız yiyiciler

Galaksilerin merkezlerinde oturan ve milyonlarca veya milyarlarca güneş kadar büyük olan türden süper kütleli kara delikleri inceliyoruz.

Kendi galaksimiz Samanyolu’nun merkezinde, yaklaşık dört milyon güneşlik bir kütleye sahip bu devlerden biri var. Çoğunlukla, galaksinin geri kalanını (güneşimiz dahil) oluşturan 200 milyar kadar yıldız, merkezdeki kara deliğin etrafında mutlu bir şekilde yörüngede dönüyor.

Ancak, tüm galaksilerde işler o kadar huzurlu değil. Galaksi çiftleri yerçekimi yoluyla birbirini çektiğinde, birçok yıldız galaksilerinin kara deliğine çok yaklaşabilir. Bu, yıldızlar için kötü biter: Parçalanırlar ve yutulurlar.

Bunun, bir milyar güneş ağırlığındaki kara deliklere sahip galaksilerde gerçekleşmiş olduğundan eminiz, çünkü başka nasıl bu kadar büyüyebileceklerini hayal edemiyoruz. Geçmişte Samanyolu’nda da olmuş olabilir.

Kara delikler ayrıca daha yavaş ve daha yumuşak bir şekilde beslenebilir: kırmızı devler olarak bilinen geriatrik yıldızlar tarafından püskürtülen gaz bulutlarını emerek.

Besleme zamanı

Yeni çalışmamızda evrendeki en hızlı büyüyen 5.000 kara deliğin beslenme sürecini yakından inceledik.

Daha önceki çalışmalarda, en doyumsuz iştahı olan kara delikleri keşfettik. Geçen yıl, yiyen bir kara delik bulduk. her saniye dünya değerinde bir şey. 2018’de yemek yiyen bir tane bulduk. her 48 saatte bir tam güneş.

Ancak gerçek beslenme davranışları hakkında pek çok sorumuz var. Deliğe giden malzemenin, tüm galaksileri gölgede bırakacak kadar parlak olabilen parlak bir “yığılma diskine” dönüştüğünü biliyoruz. Gözle görülür şekilde beslenen bu kara deliklere kuasar denir.

Bu karadeliklerin çoğu çok çok uzakta, diskin herhangi bir detayını görmemiz için çok uzak. Yakınlardaki karadeliklerin etrafındaki yığılma disklerinin bazı görüntülerine sahibiz, ancak onlar yıldızlarla ziyafet çekmek yerine yalnızca bir miktar kozmik gaz solumaktadırlar.

Beş yıllık titreşen kara delikler

İçinde yeni işimiz, NASA’nın Hawaii’deki ATLAS teleskopundan gelen verileri kullandık. Her gece (hava izin verirse) tüm gökyüzünü tarar ve dış karanlıktan Dünya’ya yaklaşan asteroitleri izler.

Bu tüm gökyüzü taramaları, arka planın derinliklerinde aç karadeliklerin parıltısının gece kaydını da sağlıyor. Ekibimiz, bu kara deliklerin her birinin, birikim diskinin köpüren ve kaynayan parlak girdabının neden olduğu parlaklıktaki günlük değişimleri gösteren beş yıllık bir film hazırladı.

Bu kara deliklerin göz kırpması bize birikim diskleri hakkında bir şeyler söyleyebilir.

1998’de astrofizikçiler Steven Balbus ve John Hawley bir teori önerdiler “manyeto-dönme dengesizlikleri” bu, manyetik alanların disklerde nasıl türbülansa neden olabileceğini açıklar. Eğer doğru fikir buysa, o zaman diskler düzenli kalıplarda cızırdamalıdır. parıldarken, daha küçük disklerdeki daha sıkı ve daha hızlı yörüngeler daha hızlı parlar.

Ancak gerçek dünyadaki diskler, daha fazla karmaşıklık olmaksızın bu kadar basit olduğunu kanıtlayabilir mi? (“Basit”in, uzayın kırılma noktasına kadar eğildiği, yoğun yerçekimi ve manyetik alanlara gömülmüş ultra yoğun, kontrolden çıkmış bir ortamda türbülans için doğru sözcük olup olmadığı belki de ayrı bir sorudur.)

İstatistiksel yöntemler kullanarak 5.000 diskimizden yayılan ışığın zaman içinde ne kadar titrediğini ölçtük. Her birindeki titreme modeli biraz farklı görünüyordu.

Ancak boyutlarına, parlaklığına ve rengine göre sıraladığımızda ilginç desenler görmeye başladık. Her diskin yörünge hızını belirleyebildik ve saatinizi diskin hızında çalışacak şekilde ayarladığınızda, tüm titreme modelleri aynı görünmeye başladı.

Bu evrensel davranış gerçekten de “manyeto-dönme kararsızlıkları” teorisi tarafından tahmin edilmektedir.

Bu rahatlatıcıydı! Bu akıllara durgunluk veren girdapların sonuçta “basit” olduğu anlamına geliyor.

Ve yeni olanaklar açar. Toplama diskleri arasındaki ince farkların, onlara farklı yönlerden bakmamızdan kaynaklandığını düşünüyoruz.

Bir sonraki adım, bu ince farkları daha yakından incelemek ve bir kara deliğin yönünü ayırt etmek için ipuçları taşıyıp taşımadıklarını görmek. Sonunda, gelecekteki kara delik ölçümlerimiz daha da doğru olabilir.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.