Divi jauni pētījumu darbi ļauj mums tuvināties telpai, kas atrodas tuvu notikumu horizontam, un veidot notikumu attēlus reģionā, kur atrodas melnajam caurumam vistuvākās stabilās orbītas. Abu pētījumu autori aplūko periodiskās emisijas, kas rodas, kad melnā viela sāk absorbēt jaunu vielu.
Melnie caurumi paši absorbē visu gaismu ārpus sava notikuma horizonta, un telpa ārpus šāda notikumu horizonta parasti izstaro šādu gaismu lielos daudzumos. Tas ir saistīts ar faktu, ka matērijai, kas iekrīt melnajā caurumā, ir milzīgs enerģijas lādiņš. Tas zaudē griezes momentu un avarē citās matērijās orbītā ap melno caurumu. Tādējādi, lai arī mēs nevaram tieši iegūt melnā cauruma attēlu, mēs varam izdarīt dažus secinājumus par tā īpašībām, izmantojot gaismu no apkārtējās vides, kuru tas rada.
Šonedēļ ir publicēti divi pētījumu darbi, kas ļauj mums tuvināties kosmosam tuvu notikumu horizontam un veidot notikumu attēlus reģionā, kur atrodas melnajam caurumam vistuvākās stabilās orbītas. Viena no šiem rakstiem autori secināja: supermasīvs melnais caurums griežas tik ātri, ka punkts uz tā virsmas pārvietojas ar ātrumu, kas vienāds ar aptuveni pusi no gaismas ātruma.
Kvēls atbalss
Abu pētījumu autori aplūko periodiskās emisijas, kas rodas, kad melnā viela sāk absorbēt jaunu vielu. Šī viela tiek novadīta caurumā caur plakanu struktūru, kuras centrā ir melnais caurums. Šo struktūru sauc par akrācijas disku. Kad parādās jauns jautājums, disks uzkarst, padarot melno caurumu gaišāku. Tādēļ apkārtējā telpā notiek izmaiņas. Abu pētījumu autori meklē atbildi uz jautājumu, ko šīs izmaiņas var mums pateikt par melno caurumu un tā tuvumā esošo telpu.
Vienā no šiem dokumentiem zinātnieku uzmanība tiek koncentrēta uz melno caurumu ar zvaigžņu masu, kas ir 10 reizes lielāka par Saules masu. Reaģējot uz matērijas iekļūšanu iekšā, viena no šīm zvaigznēm izveidoja pārejošu notikumu ar nosaukumu MAXI J1820 + 070. Tas savu vārdu ieguva no MAXS instrumenta uz ISS, kas paredzēts astronomisku novērojumu veikšanai rentgenstaru diapazonā. Pēc šī notikuma atklāšanas bija iespējams veikt jaunus novērojumus, izmantojot ISS aprīkojumu ar nosaukumu NICER, kurš pēta neitronu zvaigžņu iekšējo sastāvu. Šis aprīkojums var ļoti ātri veikt astronomisko avotu izstaroto rentgenstaru mērījumus, kas ļauj efektīvi uzraudzīt objekta īstermiņa izmaiņas.
Šajā gadījumā NICER instruments tika izmantots, lai analizētu "gaismas atbalsi". Lieta ir tāda, ka papildus akrācijas diskam melnajiem caurumiem ir korona, kas ir enerģētiski lādētas vielas burbulis, kas atrodas virs un zem diska plaknes. Šī korona pati izstaro rentgena starus, ko var noteikt ar instrumentiem. Bet šie rentgenstari skar arī akrācijas disku, un daži no tiem ir atspoguļoti mūsu virzienā. Šāda viegla atbalss var mums pateikt dažas detaļas par akrecijas disku.
Reklāmas video:
Noslēpuma atrisināšana
Šajā gadījumā vieglā atbalss palīdzēja atrisināt mīklu. Attēli, kas uzņemti no superdense melnajiem caurumiem galaktiku centrā, norāda, ka akrecijas disks ir izstiepts pa vistuvāko stabilo orbītu melnajam caurumam. Tomēr zvaigžņu masas melno caurumu mērījumi norāda, ka akrācijas diska malas atrodas daudz tālāk. Tā kā maz ticams, ka fizikālās īpašības mainīsies atkarībā no izmēra, šie mērījumi zinātniekus nedaudz mulsināja.
Jauna analīze rāda, ka MAXI J1820 + 070 rentgena staros ir gan mainīgas, gan nemainīgas īpašības. Pastāvīgās īpašības norāda, ka akrācijas disks, kas rada atbalsi, tā atrašanās vietu nemaz nemaina. Un mainīgās īpašības norāda, ka tad, kad melnais caurums izdala matēriju, tā korona kļūst kompakta, un tāpēc rentgenstaru avots tiek pārvietots. Pastāvīgā signāla detaļas norāda, ka akrecijas disks ir daudz tuvāk melnajam caurumam. Pateicoties tam, jaunie mērījumi pilnībā saskan ar to, ko mēs zinām par melno caurumu pārspīlētajām versijām.
Zvaigznes nāve
Superdensas teritorijā atrodas objekts ASASSN-14li, kas tika atklāts supernovu automātiskas izpētes laikā. Šim objektam bija īpašības, kuras parasti sastopamas gadījumā, ko sauc par plūdmaiņu traucējumiem. Šāda notikuma laikā melnais caurums ar sava smaguma spēka palīdzību noplēš zvaigzni, kas tai ir pārāk tuvu. Tomēr vēlākie novērojumi parādīja, ka šim signālam ir diezgan dīvaina struktūra. Ik pēc 130 sekundēm tas uz īsu brīdi atsprāga.
Šis signāls neatšķīrās no fona, uz kura notika zvaigznes iznīcināšana, bet to uztvēra ar trim dažādiem instrumentiem, kas norāda, ka periodiski kaut kas notiek. Vienkāršākais izskaidrojums ir tāds, ka daļa zvaigznes nokrita orbītā ap melno caurumu. Šādu orbītu biežums ir atkarīgs no melnā cauruma masas un griešanās ātruma, kā arī no attāluma starp melno caurumu un objektu, kas riņķo ap to. Citos veidos ir grūti izmērīt melnā cauruma rotāciju, un tāpēc zinātnieki daudzas reizes atkārto simulācijas, pārbaudot dažādas melnā cauruma sistēmas konfigurācijas.
Melnā cauruma masu nosaka, pamatojoties uz galaktikas lielumu, kurā tā atrodas. Starp rotācijas ātrumu un orbītas attālumu pastāv vienkārša saistība: jo tuvāk šāds kaut kas ir melnajam caurumam, jo lēnāk melnais caurums griežas tā, ka objekts pārvietojas orbītā ar tādu pašu ātrumu. Tādējādi, aprēķinot iespējami tuvāko orbītu, zinātnieki varēja noteikt rotācijas ātruma minimālo vērtību.
Veiktie aprēķini norāda, ka melnais caurums griežas vismaz ar tādu ātrumu, ka punkts uz tā virsmas pārvietojas ar ātrumu, kas ir puse no gaismas ātruma. (Lai sniegtu jums pilnīgāku ideju, jāsaka, ka pārspīlēti melnie caurumi var būt tik lieli, ka tiem ir tāds pats rādiuss kā Saturna vai Neptūna orbītā.) Ja matērija riņķo nedaudz tālāk no centra, tad arī melnais caurums var rasties paātrina tā rotāciju.
Pagaidām mēs tieši nevaram iegūt melno caurumu attēlus, taču pētījumi liecina, ka tajos notiek daudz notikumu, kas mums var sniegt daudz datu par viņu izturēšanos Visumā. Un tas ļauj mums izdarīt noteiktus secinājumus par pašu melno caurumu īpašībām, kā arī par lietu, kas gaida spārnos, lai iekļūtu tajās. Mēs sākam arī iegūt informāciju no gravitācijas viļņu novērojumiem, kas dod mums priekšstatu par sadursto melno caurumu masu un rotāciju. Kopumā šie dati no melnajiem caurumiem noņem neskaidrības ainu, un tie mums vairs nav izpētīta teritorija.
Džons Timmers