חור שחור מוזר יורה סילונים מתנודדים בגלל שהוא גורר זמן חלל

(ICRAR)

במרחק של כ-7,800 שנות אור, בקבוצת הכוכבים של Cygnus, נמצא מקום מוזר ביותר חור שחור . זה נקרא V404 Cygni, ובשנת 2015, טלסקופים ברחבי העולם בהו בפליאה כשהתעורר מתרדמה כדי לטרוף חומר מכוכב במהלך שבוע.

אירוע אחד סיפק שפע כל כך של מידע שאסטרונומים עדיין מנתחים אותו. וזה עתה הם גילו אירוע מדהים: סילונים רלטיביסטיים מתנדנדים כל כך מהר את שינוי הכיוון שלהם ניתן לראות תוך דקות בלבד.

ובזמן שהם עושים זאת, הם נופחים ענני פלזמה במהירות גבוהה.

'זו אחת ממערכות החורים השחורים הכי יוצאות דופן שנתקלתי בהן', אמר האסטרופיזיקאי ג'יימס מילר-ג'ונס של המרכז הבינלאומי לחקר אסטרונומיה ברדיו (ICRAR) באוניברסיטת קרטין באוסטרליה באפריל.

V404 Cygni היא מערכת מיקרוקוואזרית בינארית המורכבת מחור שחור בערך פי תשעה מהמסה של השמש וכוכב נלווה, ענק אדום מוקדם מעט קטן מהשמש.

החור השחור טורף אט אט את הענק האדום; החומר שמרחיק מהכוכב מקיף את החור השחור בצורה של דיסקית צבירה, קצת כמו מים שמקיפים ניקוז. האזורים הקרובים ביותר של הדיסק הם צפופים וחמים להפליא, וזוהרים ביותר; וכשהחור השחור ניזון, הוא יורה סילוני פלזמה חזקים, ככל הנראה מהקטבים שלו.

מדענים אינם יודעים את המנגנון המדויק מאחורי ייצור סילון. הם חושבים שחומר מהשפה הפנימית ביותר של דיסק ההצטברות מועבר לאורךקווי השדה המגנטי של החור השחור, הפועלים כסינכרוטרון להאצת החלקיקים לפני שיגורם במהירויות אדירות.

אבל הסילונים המתנודדים של V404 Cygni, יורים לכיוונים שונים בזמנים שונים, בטווחי זמן משתנים כל כך במהירות, ובמהירויות של עד 60 אחוז ממהירות האור, הם במעמד משלהם.

'אנחנו חושבים שדיסק החומר והחור השחור לא מיושרים', אמר מילר-ג'ונס . 'נראה שזה גורם לחלק הפנימי של הדיסק להתנדנד כמו סביבון ולאש יוצאת לכיוונים שונים תוך כדי שינוי כיוון.'

זה קצת כמו סביבון שמתחיל להתנדנד בזמן שהוא מאט, אמרו החוקרים. שינוי זה בציר הסיבוב של גוף מסתובב נקרא קדנציה . במקרה הספציפי הזה, יש לנו הסבר שימושי לכך באדיבות אלברט איינשטיין.

בתיאוריה שלו של תורת היחסות הכללית , איינשטיין חזה אפקט שנקרא גרירת מסגרת . בזמן שהוא מסתובב, שדה הכבידה של חור שחור מסתובב הוא כל כך אינטנסיבי שהוא בעצם גורר איתו את המרחב הזמן. (זו אחת ההשפעותמדענים קיוו לראות מתי הם צילמו תמונהשֶׁל חוֹשֶׁך .)

במקרה של V404 Cygni, דיסק הצבירה הוא בקוטר של כ-10 מיליון קילומטרים (6.2 מיליון מיילים). חוסר היישור של ציר הסיבוב של החור השחור עם דיסק ההצטברות עיקם את כמה אלפי הקילומטרים הפנימיים של הדיסק האמור.

לאחר מכן, אפקט גרירת המסגרת מושך את החלק המעוות של הדיסק יחד עם סיבוב החור השחור, מה ששולח את הסילון להתרפס לכל הכיוונים. בנוסף, אותו חלק פנימי של דיסק ההצטברות נפוח כמו סופגנייה מוצקה שגם מקדימה.

'זה המנגנון היחיד שאנחנו יכולים לחשוב עליו שיכול להסביר את הדיכאון המהיר שאנו רואים ב-V404 Cygni,' אמר מילר-ג'ונס .

זה כל כך מהיר שהשיטה הרגילה שבה משתמשים טלסקופים רדיו להדמיית חלל הייתה כמעט חסרת תועלת. בדרך כלל, מכשירים אלה מסתמכים על חשיפות ארוכות, צופים באזור במשך מספר שעות בכל פעם, נעים על פני השמים כדי לעקוב אחר מטרתם. אבל במקרה זה, השיטה יצרה תמונות מטושטשות מכדי שיהיו שימושיות.

אז הצוות נאלץ להשתמש בשיטה אחרת, לצלם 103 תמונות נפרדות עם זמני חשיפה של 70 שניות בלבד ולחבר אותן יחד כדי ליצור סרט - ובאמת, היו מטוסי החלל המתנודדים המתנודדים.

'היינו המומים ממה שראינו במערכת הזו - זה היה לגמרי לא צפוי', אמר הפיזיקאי גרג סיבאקוף של אוניברסיטת אלברטה.

'מציאת האסטרונומיה הראשונה העמיקה את ההבנה שלנו כיצד חורים שחורים ויצירת גלקסיה יכולה לעבוד. זה מספר לנו קצת יותר על השאלה הגדולה הזו: 'איך הגענו לכאן?''

המחקר פורסם ב טֶבַע .

גרסה של מאמר זה פורסמה לראשונה באפריל 2019.

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.