ثقب أسود سريع الدوران مع قرص مشوه

يعمل مقراب الأشعة السينية الذي تم تركيبه مؤخرًا على محطة الفضاء الدولية على تحسين نظرتنا إلى مصادر الطاقة العالية البعيدة ، كائن واحد في المرة الواحدة. الآن ، قدم هذا التلسكوب نظرة مفصلة على ثقب أسود يغذي نجمه المرافق.

انطباع الفنان عن ثنائيات الأشعة السينية ، التي يدور فيها ثقب أسود بنجمة مصاحبة تغذيها. يوجد ثقب أسود في هذا الرسم التوضيحي يحتوي على قرص تراكم وطائرات.
وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا / فيليكس ميرابيل

كيفية اكتشاف الثقوب السوداء

تكمن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في جميع أنحاء مجرتنا - لكن ظلامها يجعل من الصعب فهمها. لأن هذه الوحوش الصغيرة لا تنبعث منها ضوء ، لدينا القليل من الملاحظات حول الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية من حولنا ، مما يحد من ما يمكن أن نتعلمه عن هذه الأشياء الغامضة وسلوكها.

تصور فنان لتلسكوب NICER المثبت على محطة الفضاء الدولية.
NASA

إحدى الطرق التي يمكننا من خلالها ملاحظة هذه الثقوب السوداء هي إذا كانت موجودة في ثنائي أشعة إكس ، ثنائي يتكون من ثقب أسود ونجم مانح. في ثنائيات الأشعة السينية ، تذهب المواد التي يتم سحبها من النجم المانح لإطعام الثقب الأسود ، لتشكيل قرص تراكم حول الثقب الأسود عند سقوطه. حيث إن المادة الموجودة في قرص التكاثر تتجه إلى الداخل ، فإنها تشع بقوة في X- الأشعة - مما ينتج عنه انبعاث يمكننا ملاحظته ، على الرغم من أن الثقب الأسود نفسه لا ينبعث منه أي إشعاع.

ولكن ما هو هيكل قرص التراكم هذا؟ إلى أي مدى يمتد نحو الثقب الأسود؟ ما مدى سرعة دوران الثقب الأسود في مركزه؟ هذه من بين العديد من الأسئلة التي لا يزال العلماء يبحثون عنها. في دراسة جديدة ، قدم عالم الفلك جون ميلر (جامعة ميشيغان) ومعاونوه وجهات نظر جديدة حول ثنائي أشعة إكس الذي قد يوفر بعض الأدلة.

طيف MAXI J1535 571 ، يتلاءم مع جسم أسود بسيط على القرص بالإضافة إلى طراز قانون الطاقة. من المحتمل أن تكون الميزات الإضافية المرئية في نسبة البيانات / الطراز بسبب الانعكاس من القرص.
ميلر وآخرون. 2018

عيون على مصدر الأشعة السينية الجديد

يقدم ميلر والمتعاونون ملاحظات جديدة حول MAXI J1535-571 ثنائي الأشعة السينية المصنوع من مستكشف Néutron Star Interior Composition Explorer (NICER) ، وهو تلسكوب الأشعة السينية المركب على متن محطة الفضاء الدولية.

تشير ملاحظات NICER إلى أن الثقب الأسود في هذا الثنائي من المحتمل أن يدور بسرعة كبيرة - بأكثر من 99٪ من أقصى سرعة ممكنة! يبدو أن الضوء الذي نلاحظه من MAXI J1535-571 يتضمن مساهمات من قرص تراكم الثقب الأسود ومن إكليل الغاز الساخن جداً الموجود فوق القرص. يعكس الضوء الصادر من الإكليل قرص التزايد ، ويزودنا بمزيد من المعلومات حول بنية القرص.

من خلال نمذجة الملاحظات ، يوضح ميلر والمتعاونون أن القرص يمتد تقريبًا إلى الداخل ليشمل ما يعرف باسم المدار الدائري الثابت الأعمق ، وهو أقرب مدار ثابت يمكن أن تضطر إلى ثقب أسود.

تأملات من الاعوجاج

انطباع الفنان عن قرص مشوه مثال من الغاز والغبار المحيط بفتحة سوداء.
جيمس جيتلين (معهد علوم تلسكوب الفضاء)

أخيرًا ، يشير المؤلفون إلى ميزة إضافية في طيف MAXI J1535-571: خط انبعاثات ضيق قد يشيرون إليه إلى حدوث تشوه في القرص ، بحيث لم يعد القرص ثابتًا. سيؤدي الالتواء إلى تغيير ملف تعريف قرص التزايد محليًا ، مما يؤدي إلى مزيد من الضوء من الإكليل لينعكس علينا من تلك النقطة.

إن وجود هذه الاعوجاج المحتمل ، ومدى القرص ، وتدوير الثقب الأسود ، كلها أجزاء من اللغز الذي سيساعدنا في فهم سلوك الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية التي تغذي الرفاق بشكل أفضل. ويمكننا أن نتطلع إلى حساسية NICER العالية - الأمر الذي جعل هذه الملاحظات ممكنة - والاستمرار في تحقيق نتائج مثيرة في المستقبل!

الاقتباس

JM Miller et al 2018 ApJL 860 L28. doi: 10.3847 / 2041-8213 / aacc61

مقالات المجلات ذات الصلة

  • أطياف الانعكاس للمرشح الثنائي لـ "الثقب الأسود" MAXI J1535-571 في الحالة الصلبة ، تمت مراقبته بواسطة NuSTAR doi: 10.3847 / 2041-8213 / aaa4b2
  • NuSTAR bs ملاحظات عن الثقب الأسود GS 1354 645: دليل على الثقب الأسود السريع Spin doi: 10.3847 / 2041-8205 / 826/1 / L12
  • الكشف عن ميزات الانعكاس في ثنائيات الأشعة السينية المنخفضة الكتلة لنيوترون ستار X-1 مع NICER doi: 10.3847 / 2041-8213 / aabee6
  • قيود جديدة على الثقب الأسود المتدفق الداخلي المتدفق المتدفق / المنخفض مع الحالة الصلبة: 10.1088 / 2041-8205 / 799/1 / L6
  • العيش في إنارة: انعكاس نسبي في V404 Cyg التي لاحظتها NuSTAR خلال فجر صيف 2015: 10.3847 / 1538-4357 / aa67e8
  • الخواص الطيفية والتوقيتية لـ IGR J17091–3624 في الحالة الصعبة الصاعدة خلال فورة عام 2016: 10.3847 / 1538-4357 / aa9ab4

ظهر هذا المنشور في الأصل على AAS Nova ، والذي يتميز بالبحث البارز من مجلات الجمعية الفلكية الأمريكية.