Artist ‘ s concept van een zwart gat accreting materie van een ster.Afbeelding: NASA/CXC/M. Weiss
Een telescoop op de Internationale ruimtestation gemaakt van een ongelooflijk hoge resolutie van de meting van de x-stralen die voortvloeit uit een zwart gat zuigt materie dat kan belangrijke implicaties hebben voor astronomen is het begrip van deze mysterieuze objecten.
Wetenschappers weten dat zwarte gaten zenden high-energy x-stralen wanneer ze het eten uit, maar hoe en waar is een kwestie van discussie. Het ISS is een neutronenster Interieur Samenstelling Verkennen, of MOOIER, stelden wetenschappers in acht nemen van deze x-stralen als nooit tevoren. Deze waarneming zou kunnen wetenschappers beter begrijpen niet alleen zwarte gaten een paar keer de massa van de Zon als de één gezien, maar misschien is de miljard-zonne-energie-massa kolossen galactische centra.
“Er is een debat geweest over hoe zwarte gaten evolueren,” Erin Kara, postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Maryland en het NASA Goddard Space Flight Center, vertelde Gizmodo. “We zien ze gaan in deze gekke uitspattingen, wanneer ze een schijf van materiaal vallen in hen… Wat is er verantwoordelijk voor de uitbarsting is iets dat al eerder besproken omdat zwarte gaten zijn ontdekt.”
Zwarte gaten zijn gebieden van de ruimte zo massief en compact dat voorbij een bepaald punt, genaamd de event horizon, geen materie of energie (waaronder zichtbaar licht) kunt ontsnappen aan hun aantrekkingskracht. Maar wanneer ze zuigen de materie van een naburige ster, ze tonen een complexe structuur. Een “accretie schijf” van de materie versnipperd door het zwarte gat is de zwaartekracht banen zoals de ringen van Saturnus, en heet gas, een zogenaamde corona, zit boven de ring in de regio van het zwarte gat van de paal. Deze massa-eten gebeurtenissen zijn meestal gepaard met vlagen van hoog-energetische röntgen-straling van de corona, de overgang naar de lagere-energy x-stralen afkomstig van de accretie schijf.
Maar hoe werkt het eten proces van vooruitgang? Is de schijf beginnen verder weg, en dan ga dichter bij het event horizon? Of is het in plaats van de corona dat beweegt naar binnen, terwijl de schijf blijft dicht bij het zwarte gat?
Het begrijpen van dit proces vereist een hoge-resolutie metingen van de x-stralen—niet alleen wetenschappers moeten weten dat de energie van de x-stralen, maar ook de exacte tijd dat ze aankwamen op de microseconde of minder. Wetenschappers zijn uiteindelijk op zoek naar wat ze noemen “galm lag’ s ‘ of ‘licht-echo’ s.” Licht echo ‘ s zijn in wezen high-energy x-stralen van de corona, sommige van die hit de accretie schijf resulteert in lagere-energy x-stralen. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in het meten van de tijd tussen de eerste flash en de lagere energie-echo ‘ s.
Wetenschappers zagen het licht echo van een zwart gat genoemd MAXI J1820+070 met MOOIER. De gegevens bleek dat de lag was zes tot 20 keer korter dan in de vorige metingen, volgens het papier dat vandaag wordt gepubliceerd in de Natuur. Dit kan eenvoudig zijn, want MOOIER kan het meten van de timing met meer precisie dan andere instrumenten.
“Om dat te meten licht echo’ s van een halve milliseconde is ongelooflijk,” zei Kara. Stel je eens voor—wetenschappers kan het meten van de tijd tussen de x-stralen en hun echo ‘ s tot 300 nanoseconden resolutie voor een zwart gat ongeveer 10.000 lichtjaar afstand.
De wetenschappers waren in staat om te schakelen van de meting in een deductie over de aangroei proces. De kortere echo impliciet dat de accretie schijf bereikt veel dichter bij de event horizon dan eerder gedacht, wat betekent dat het de corona die kleiner wordt, eerder dan de accretie schijf die dichterbij komt en de loop van de tijd.
“Het is een cool-meting dat de oplossing voor veel van de spanningen die we zagen in een iets lagere resolutie metingen,” Daryl Haggard, assistent-professor in de natuurkunde aan de McGill University, vertelde Gizmodo.
Maar het papier heeft zijn beperkingen. Haggard gewaarschuwd dat dit slechts één bron. “Dit kan een bepaald gedrag van deze accreting black hole,” zei ze. “Dat is altijd een probleem als je een enkele bron. We zouden graag zien dat hetzelfde gedrag waargenomen in uitbarstingen in andere stellaire massa van zwarte gaten.” En er kunnen ook andere interpretaties die overeenkomen met de gegevens, als goed.
Nog steeds, het papier kan belangrijke gevolgen hebben. Het zou op te lossen zijn er een inconsistentie is tussen de grootste superzwaar zwarte gaten en deze kleinere stellaire massa van zwarte gaten. Superzwaar zwart gaten’ aanwas schijven uitbreiden bijna de hele weg naar het centrale zwarte gat, en de vorige metingen had gesuggereerd dat kleinere zwarte gaten’ schijven niet—een verwarrende tegenstrijdigheid. De nieuwe resultaten tonen aan dat ze misschien gewoon nodig om te kijken met betere apparatuur.
Het is een nette observatie en toont aan dat ten minste één klein zwart gat is meer vergelijkbaar met superzwaar zwart gaten dan eerder gedacht. En het is pretty cool dat het kwam van een telescoop op het International Space Station.
Deel Dit Verhaal