אסטרונומים תופסים תכונות חסרות תקדים על סף חור שחור פעיל
צוותים בינלאומיים של אסטרונומים שעוקבים אחר חור שחור סופר-מסיבי בלב גלקסיה רחוקה זיהו תכונות שלא נראו קודם לכן תוך שימוש בנתונים ממשימות נאס"א ומתקנים אחרים. המאפיינים כוללים שיגור של סילון פלזמה שנע כמעט שליש ממהירות האור ותנודות חריגות ומהירות בקרני רנטגן, שכנראה נובעות ממש מקצה החור השחור.
תמונות רדיו של 1ES 1927+654 חושפות מבנים מתעוררים שנראים כמו סילוני פלזמה הפורצים משני צידי החור השחור המרכזי של הגלקסיה בעקבות התלקחות רדיו חזקה. התמונה הראשונה, שצולמה ביוני 2023, לא מראה שום סימן לסילון, אולי בגלל שגז חם סינן אותו מהעין. ואז, החל מפברואר 2024, המאפיינים צצים ומתרחבים הרחק ממרכז הגלקסיה, מכסים מרחק כולל של כחצי שנת אור, כפי שנמדד ממרכז כל מבנה. קרדיט תמונה: NSF/AUI/NSF NRAO/Meyer ועוד. 2025
המקור הוא 1ES 1927+654, גלקסיה הממוקמת במרחק של כ-270 מיליון שנות אור בקבוצת הכוכבים דראקו. הוא מכיל חור שחור מרכזי עם מסה שווה ערך לכ-1.4 מיליון שמשות.
"בשנת 2018 החל החור השחורמשנה את תכונותיוממש לנגד עינינו, עם התפרצות אופטית, אולטרה סגול וקרני רנטגן גדולה", אמרה איילין מאייר, פרופסור חבר ב-UMBC (אוניברסיטת מרילנד מחוז בולטימור). "צוותים רבים עוקבים אחריו מקרוב מאז".
היא הציגה את ממצאי הצוות שלה במפגש ה-245 של ה-החברה האמריקאית לאסטרונומיהבנמל הלאומי, מרילנד. אנְיָרבראשות מאיר המתאר את תוצאות הרדיו פורסם ב-The Astrophysical Journal Letters.
לאחר ההתפרצות, נראה היה שהחור השחור חוזר למצב שקט, עם הפוגה בפעילות במשך כמעט שנה. אבל עד אפריל 2023, צוות בראשות Sibash Laha ב-UMBC וב-NASAמרכז טיסות החלל גודארדבגרינבלט, מרילנד, ציינו עלייה מתמדת של חודשים ארוכים בקרני רנטגן באנרגיה נמוכה במדידות של נאס"אמצפה הכוכבים של ניל גרלס סוויפטונחמד יותר(כוכב ניוטרון Interior Composition Explorer) טלסקופ עלתחנת החלל הבינלאומית. תוכנית ניטור זו, הכוללת גם תצפיות של נאס"אNuSTAR(מערך טלסקופים גרעיניים) ו-ESA (סוכנות החלל האירופית)XMM-Newtonמשימה, ממשיך.
העלייה בקרני הרנטגן גרמה לצוות UMBC לבצע תצפיות רדיו חדשות, מה שהצביע על התלקחות רדיו חזקה וחריגה מאוד. לאחר מכן החלו המדענים בתצפיות אינטנסיביות באמצעות השל NRAO(מצפה הרדיו הלאומי לאסטרונומיה)VLBA(מערך בסיס ארוך מאוד) ומתקנים נוספים. ה-VLBA, רשת של טלסקופי רדיו הפרוסים ברחבי ארה"ב, משלבת אותות ממנות בודדות כדי ליצור מה שמסתכם במצלמת רדיו חזקה וברזולוציה גבוהה. זה מאפשר ל-VLBA לזהות תכונות של פחות משנת אור במרחק של 1ES 1927+654.
הגלקסיה הפעילה 1ES 1927+654, מוקפת בעיגול, הפגינה שינויים יוצאי דופן מאז 2018, אז התרחשה התפרצות גדולה באור נראה, אולטרה סגול וקרני רנטגן. הגלקסיה מכילה חור שחור מרכזי במשקל של כ-1.4 מיליון מסות שמש וממוקמת במרחק של 270 מיליון שנות אור משם. קרדיט תמונה: Pan-STARRS
נתוני רדיו מפברואר, אפריל ומאי 2024 חושפים מה שנראה כמו סילוני גז מיונן, או פלזמה, המשתרעים משני צידי החור השחור, בגודל כולל של כחצי שנת אור. אסטרונומים תמהו זה מכבר מדוע רק חלק קטן מהחורים השחורים המפלצתיים מייצרים סילוני פלזמה רבי עוצמה, ותצפיות אלו עשויות לספק רמזים קריטיים.
"שיגור של סילון חור שחור מעולם לא נצפה בעבר בזמן אמת", ציין מאייר. "אנו חושבים שהזרימה החלה מוקדם יותר, כאשר קרני הרנטגן גדלו לפני התלקחות הרדיו, והסילון סונן מעינינו על ידי גז חם עד שפרץ בתחילת השנה שעברה".
מאמר שבוחן את האפשרות הזו, בהובלת לאהא, הואבבדיקהב-The Astrophysical Journal. גם מאייר וגם מייגן מאסטרסון, מועמדת לדוקטורט ב-המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטסבקיימברידג' שהציגו גם בפגישה, הם מחברים שותפים.
באמצעות תצפיות XMM-Newton, מאסטרסון מצא כי החור השחור הציג שינויים מהירים ביותר בקרני רנטגן בין יולי 2022 למרץ 2024. במהלך תקופה זו, בהירות קרני הרנטגן עלתה שוב ושוב וירדה ב-10% כל כמה דקות. שינויים כאלה, הנקראים תנודות קואז-מחזוריות של מילי-הרץ, קשים לזיהוי סביב חורים שחורים סופר-מסיביים ונצפו רק בקומץ מערכות עד כה.
"אחת הדרכים לייצר את התנודות הללו היא באמצעות עצם שמסתובב בתוך דיסק ההצטברות של החור השחור. בתרחיש זה, כל עלייה ונפילה של קרני הרנטגן מייצגת מחזור מסלול אחד", אמר מאסטרסון.
אם התנודות היו נגרמות על ידי מסה סובבת, אז התקופה הייתה מתקצרת ככל שהעצם היה מתקרב יותר ויותר לאופק האירועים של החור השחור, נקודת האל-חזור. מסות סובבות מייצרות אדוות במרחב-זמן הנקראים גלי כבידה. גלים אלה מנקזים את אנרגיית המסלול, מקרבים את האובייקט אל החור השחור, מגבירים את מהירותו ומקצרים את תקופת המסלול שלו.
במשך שנתיים, תקופת התנודות ירדה מ-18 דקות ל-7 בלבד - המדידה הראשונה מסוגה סביב חור שחור סופר-מאסיבי. אם זה ייצג עצם סובב, הוא נע כעת במחצית ממהירות האור. ואז קרה משהו בלתי צפוי - תקופת התנודות התייצבה.
"היינו בהלם מזה בהתחלה", הסביר מאסטרסון. "אבל הבנו שככל שהעצם מתקרב לחור השחור, כוח הכבידה החזק שלו יכול להתחיל להסיר חומר מהלוויה. אובדן מסה זה יכול לקזז את האנרגיה שהוסרה על ידי גלי כבידה, ולעצור את התנועה פנימה של בן לוויה."
אז מה יכול להיות השותף הזה? חור שחור קטן היה צולל ישר פנימה, וכוכב רגיל היה נקרע במהירות על ידי כוחות הגאות והשפל ליד החור השחור המפלצתי. אבל הצוות מצא שגמד לבן בעל מסה נמוכה - שריד כוכבי בערך כמו כדור הארץ - יכול להישאר שלם קרוב לאופק האירועים של החור השחור תוך שהוא משיל חלק מהחומר שלו. אנְיָרבהובלת מאסטרסון המסכם את התוצאות הללו יופיע במהדורת ה-13 בפברואר של כתב העת Nature.
המודל הזה עושה חיזוי מפתח, מציין מסטרסון. אם לחור השחור אכן יש בן לוויה של ננס לבן, גלי הכבידה שהוא מייצר יהיו ניתנים לזיהוי על ידיליסה(Laser Interferometer Space Antenna), משימת ESA בשיתוף עם נאס"א שצפויה להשיק בעשור הקרוב.
אתה יכוללהציע את הקישור שלךלעמוד הרלוונטי לנושא הפוסט הזה.