"Свръхсветлинна" струя, изхвърлена от черна дупка. Как е възможно това? (видео)

Астрономи са заснели черна дупка, изхвърляща горещ материал в космоса със скорост, близка до скоростта на светлината. От Земята изглежда, че скоростта на струята, която идва към нас е по-висока от скоростта на светлината.

Тази експлозия е уловена на видео от рентгеновата обсерватория "Чандра" на НАСА.

Черната дупка и придружаващата я звезда съставляват система, наречена MAXI J1820+070, разположена в нашата галактика на около 10 000 светлинни години от Земята. Черната дупка в MAXI J1820+070 има маса около 8 пъти по-голяма от тази на Слънцето, което я определя като т. нар. "черна дупка със звездна маса", образувана при унищожаването на масивна звезда. (различна от свръхмасивните черни дупки, които имат маса милиони или милиарди пъти повече от масата на Слънцето)

Звездата придружителка, обикаляща около черната дупка, има около половината от масата на Слънцето. Силната гравитация на черната дупка издърпва материал от близката звезда, събирайки го в излъчващ рентгенови лъчи диск, заобикалящ черната дупка.

Част от горещия газ в диска пресича "хоризонта на събитията" (точката, от която няма връщане) и ще попадне в черната дупка, част от него обаче експлозивно се изхвърля от черната дупка в двойка тънки снопа материал, или джетове. Тези струи са насочени в противоположни посоки, изстреляни извън хоризонта на събитията по линиите на магнитното поле.

Новите кадри за поведението на тази черна дупка се основават на четири наблюдения, получени с "Чандра" през ноември 2018 г. и февруари, май и юни 2019 г. и докладвани в статия с водещ автор Матилд Еспинас (Mathilde Espinasse) от Университета в Париж. Предпринтът на работата е публикуван в arXiv.org и накратко е описан на сайта на обсерваторията.

Кредит: Chandra X-ray Center

Основният панел на графиката е голям оптичен и инфрачервен образ на галактиката Млечен път от оптичния телескоп PanSTARRS в Хавай с местоположението на MAXI J1820+070 над равнината на галактиката, маркиран с кръст. Вмъкнатият прозорец показва видео, което преминава през четирите наблюдения на "Чандра", където „ден 0“ съответства на първото наблюдение на 13 ноември 2018 г., около четири месеца след изстрелването на джета. MAXI J1820+070 е светлият източник на рентгенови лъчи в средата на изображението и източниците на рентгенови лъчи могат да се видят отдалечени от черната дупка в струи на север и юг. MAXI J1820+070 е точков източник на рентгенови лъчи, въпреки че изглежда по-голям от точка, тъй като е много по-ярък от източниците на струята. Южната струя е твърде слаба, за да бъде открита в наблюденията през май и юни 2019 г. 

Колко бързо струите материя се отдалечават от черната дупка?

От гледна точка на Земята изглежда, че северната струя се движи с 60% скоростта на светлината, докато южната се движи с невъзможно звучащите 160% от светлинната скорост!

Това е пример за свръхсветлинно движение, явление, което се случва, когато нещо се движи към нас близо до скоростта на светлината, по посока, близка до нашата зрителна линия. Това означава, че обектът се движи почти толкова бързо към нас, колкото светлината, която генерира, създавайки илюзията, че движението на струята е по-бързо от скоростта на светлината.

В случая на MAXI J1820+070, южната струя е насочена към нас, а северната струя се отдалечава от нас, така че изглежда, че южната струя се движи по-бързо от северната. Действителната скорост на частиците в двете струи малко е по-голяма от 80% от скоростта на светлината .

Само два други примера за такива високоскоростни емисии са наблюдавани при рентгенови лъчи от черни дупки със звездна маса.

Системата MAXI J1820+070 е наблюдавана и при радиовълни от екип, ръководен от Джо Брайт (Joe Bright) от Университета в Оксфорд, който преди това съобщава за откриването на свръхсветлинно движение на компактни източници въз основа само на радио данни, които се разпръскват от джета на 7 юли, 2018 до края на 2018 година.

Тъй като наблюденията на "Чандра" приблизително удвояват продължителността на времето, през което са наблюдавани джетовете, комбинираният анализ на радиоданните и новите данни на "Чандра" от Еспинас и нейния екип дава допълнително информация за джетовете. Новото проучване включва и доказателства, че струите се забавят с отдалечаването си от черната дупка.

По-голямата част от енергията на джетовете не се преобразува в радиация, а вместо това се отделя, когато частиците в струите взаимодействат с околния материал. Тези взаимодействия може да са причина за забавянето на струите. Когато струите се сблъскват със заобикалящия ги материал в междузвездното пространство, се появяват ударни вълни - подобни на звуковите, причинени от свръхзвуковите самолети. Този процес генерира енергии на частиците, които са по-високи от енергията на Големия адронен колайдер.

Проучвания на MAXI J1820+070 и подобни системи обещават да разкрият повече за тези екстремни явления - джетовете, произведени от черни дупки със звездни маси и как те освобождават енергията си, след като техните струи взаимодействат със заобикалящата ги среда.

Справка: Relativistic X-ray jets from the black hole X-ray binary MAXI J1820+070: arXiv:2004.06416 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2004.06416 Astrophysical Journal Letters

Източник: MAXI J1820+070: Black Hole Outburst Caught on Video, Chandra X-ray Center

Източник: nauka.offnews

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 04.07.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Имате енергията да направите всичко, което пожелаете сега. Това си личи от далече, но не пренебрегвайте желанията на близките си. Бъдете по-толерантни към тях, дори и да се двоумите, опитайте. Ще подобрите отношенията си, щом точно и ясно изразявате мислите и намеренията си.
04 юли 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Творческите ви сили са в подем. Имате интересни идеи, които не трябва да оставяте без по-нататъшно развитие. В личен план около вас назряват вълнуващи събития, които ще се отразят благоприятно на атмосферата в семейството ви. Оградени сте с вниманието на хората, които обичате и това ви прави бодри и енергични.
04 юли 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Имате основания да бъдете доволни от себе си. Към съпътстващите дреболии, които претендират за важност се отнасяйте по-спокойно за да не ви изнервят излишно. По-често ще се радвате на добри поводи, благодарение на старанието си. Тази тенденция ще се задълбочи, правейки делата ви перспективни.
04 юли 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Ще постигнете изпълнението на свое желание, стига то да е в полза на вас самите. В последно време пилеете много сили и средства в угода на другите, като забравяте за собствените си нужди. Постоянството ви в една връзка ще обърне нещата във ваша полза. Идеите ви ще се популяризират, защото са добри и имат отношение към добруването на повече хора.
04 юли 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
В отлична форма сте и успявате да се справите в необходимите срокове. Ваш близък ще ви изненада със свое решение, но по-добре ще е да обмислите реакцията си, за да не го засегнете. В личен план сте късметлии. Оказва се, че притесненията ви са били напълно неоснователни.
04 юли 2020

Хороскоп за Дева

Дева
Увереността в собствените ви действия може да ви изиграе лоша шега днес. Не се дистанцирайте от околните, с нищо не ги превъзхождате, освен с високото си самочувствие. Във ваша полза е да се приземите по-скоро. Семейството ви очаква повече внимание, предвид предстоящо семейно мероприятие.
04 юли 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Семейна хармония сред приятна атмосфера ще цари в дома ви днес. Настроени сте добронамерено към всички и това до голяма степен ще запази семейния уют. Ще прекарате приятно, ако поканите приятели на обяд или вечеря и ги изненадате със свой специалитет.
04 юли 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Предстои ви плодотворен период в личен план. Без трудности ще реализирате стремежите си и денят ще изобилства от радостни поводи. Професионалните ви ангажименти ви отнемат много време и може би умората ще ви досажда.
04 юли 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Заемайки се с неотложните си задачи, ще си осигурите време и за дома. Подготовката за предстоящо пътуване е в ход, но някои вече пътуват. За други от вас денят се свързва с нова интимна връзка или делово съдружие. Разумно изразходвайте енергията си, не се претоварвайте с нищо.
04 юли 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Не създавайте излишно напрежение с притесненията си, част от които ще се окажат по-маловажни, отколкото ги мислите. Истина е, че многото задължения ви уморяват и това се отразява на психическото ви и физическо здраве. Оставете настрана задачите, които могат да бъдат отложени и помислете за почивката си.
04 юли 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Особено важно за вас е да се осланяте на разума си, а не на чувствата. Ако успеете да овладеете емоциите си, само ще спечелите. Пречки от различен характер ще ви стимулират да потърсите и други възможности за реализация. Добре ще е да помислите за промяна на хранителния си режим и да наблегнете на повече движение.
04 юли 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Избягвайте натоварващите съзнанието дейности, а се заемете с нещо приятно и релаксиращо. Любимият човек ще ви обгражда с внимание и обич. Споделете деня си с него и се наслаждавайте на онова, което имате. Духовното ви израстване е очевидно и заслугата за това е изцяло ваша. Давайте повече и не мислете, че нямате. Ще имате.
04 юли 2020

Случаен виц

Последни новини