Az eltérően beállított gázkorongok „túlléphetik” a fekete lyukakat

Az Egyesült Királyság tudósai először megfigyelték, hogy a gáz egy fekete lyukba esik-e a fénysebesség 30% -ánál, és alátámasztja azt az elméletet, miszerint a fekete lyukak körüli rosszul beállított gázkorongok az anyagot közvetlenül a tér-idő eseménybe eshetnek. A folyamat során hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel.

A művész benyomása egy fekete lyukról, amelyet egy hagyományosan igazított tárcsakorong vesz körül

A csoport, a leicesteri egyetem Ken Pounds professzora vezetésével, az Európai Űrügynökség XMM-Newton röntgenmegfigyelő központja által szolgáltatott adatokat felhasználta a PG211 + 143 galaxis közepén lévő fekete lyuk megfigyelésére. Az eredmények megjelennek a Havi Értesítések a Királyi Csillagászati ​​Társaság tudományos folyóiratának legújabb kiadásában.

„A galaxisban, amelyet az XMM-Newtonnal megfigyeltünk, 40 millió napenergiájú fekete lyuk van, amely nagyon fényes és nyilvánvalóan jól táplált” - mondta Pounds professzor. „Valójában mintegy 15 évvel ezelőtt egy erős szél észlelése jelezte, hogy a lyuk túl táplált. . Míg az ilyen szelek sok aktív galaxisban megtalálhatók, a PG1211 + 143 most újabb „elsőt” adott, az anyag észlelésével közvetlenül a lyukba merülve. ”

„Körülbelül egy napig képesek voltunk követni egy földméretű anyagcsomót, amikor azt a fekete lyuk felé húzták, és a fénysebesség egyharmadára gyorsult, mielőtt a lyuk felnyelte volna.” Font folytatta.

A művész benyomása az XMM Newton röntgen teleszkópról (ESA)

A megállapítások különös jelentőséggel bírnak, mivel az anyagnak a fekete lyukak által történő elnyelése az akkréció révén a leghatékonyabb módszer az anyag kinyerésére. Például, összehasonlítva a fekete lyukra való akkumulációt az univerzumban a nukleáris fúziós reakció leggyakoribb formájával, a hidrogénégetéssel. Megállapítottuk, hogy a hidrogénégetés az érintett anyag körül rögzített energia mintegy 0,7% -át szabadítja fel. Ezt összehasonlítják bizonyos nem forgó (Kerr) fekete lyukak megközelítőleg 50% -os akkumulációs hatékonyságával. Ez az energia hőként és fényként szabadul fel.

Általános vélemény, hogy valamennyi galaxis központjában, beleértve a sajátunkat is, supermaszív fekete lyuk található a központjában. Az akkumulációs folyamat energiahatékonysága azt jelenti, hogy ezek a tárgyak, amelyeket aktív galaktikus magokká (AGN) vagy kvazároknak neveznek, a legvilágítóbb tárgyak az univerzumban, ha körül van az anyag körül, hogy felhasználhatók legyenek.

Helytelenül igazított lemez egy szupermasszív fekete lyuk körül (Pounds, Nixon, et al)

A fekete lyukak tömörsége és a szögmozgás megőrzési törvénye miatt ez a gáz általában túl gyorsan mozog ahhoz, hogy közvetlenül a fekete lyukba essen, ehelyett akkumulációs tárcsát képezve a tárgy körül. A hatalmas súrlódási erők a gázban, a fekete lyuk hatalmas gravitációs hatásának eredménye, amely elég erőszakos környezetet teremt az ilyen hatékony energia felszabadulás eléréséhez.

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy vannak olyan esetek, amikor a gáz és más anyagok közvetlenül egy fekete lyukba eshetnek.

Általában azt feltételezik, hogy ezek az akkumulációs tárcsák a fekete lyuk forgási síkjával vannak beállítva. Ez az új megállapítás rávilágít arra, hogy milyen hatással lehet a helytelenül igazított tárcsakorong, különös tekintettel annak sebességére, amellyel az anyag esik a fekete lyuk felületére.

Pound professzor és csapata megvizsgálta a PG211 + 143 galaxis röntgenspektrumát, egy Seyfert-galaxist, amely egymilliárd fényév távolságban helyezkedik el az XMM-Newton obszervatóriumból vett Coma Berenices csillagkép irányában.

A kutatók azt találták, hogy a spektrumok erősen vöröseltolódtak, és azt mutatták, hogy a fénysebességnek körülbelül 30% -át, azaz másodpercenként körülbelül 100 000 kilométert esik a fekete lyukba. Megállapítottuk, hogy a gáz szinte közvetlenül a fekete lyukba táplálkozik, valószínűleg annak következtében, hogy az esemény horizontja közel van - azon a ponton, ahol semmi, beleértve a fényt sem, nem tud menekülni a fekete lyukból.

Ez a megfigyelés hitelességet ad azoknak az elméleti fejleményeknek, amelyek szintén a Leicesteri Egyetemen alapulnak, és amelyet a Dirac szuperszámítógép alkalmazásával érnek el a tévesen igazított akkreditáló rendszerek „szakadásának” szimulálására. Ez a kutatás kimutatta, hogy a gázgyűrűk el tudnak szakadni és ütközhetnek egymással, így ütéseket okozva, ezzel megszakítva a forgásukat, ami lehetővé teszi számukra, hogy közvetlenül a fekete lyukba esjenek.

A kutatás azt is sugallja, hogy az eltérően beállított lemezek „kaotikus kiürülése” gyakran előfordulhat a szupermasszív fekete lyukak esetében. Ez magyarázhatja, hogy a korai világegyetemben képződött fekete lyukak miért nőttek ilyen rendkívül nagy méretűre. A fekete lyukak, amelyek közvetlenül elfogadják az anyagot, lassabban forognak, és több gázt tudnak felvenni, és tömegeik gyorsabban növekednek, mint azt korábban hitték.

Eredeti kutatás elérhető itt.

Hozzászólások

Eredetileg a sciscomedia.co.uk oldalon, 2018. szeptember 23-án tették közzé.