Порывы горячего ветра обнаружены вблизи черной дыры

Международная команда астрофизиков из Саутгемптон, Оксфорд и Южной Африке обнаружила очень жаркие, плотные ветра дующие вблизи черной дыры не менее 25 000 световых лет от Земли.

Ведущий исследователь профессор Фил Чарльз из Университета Саутгемптона пояснил, что газ (ионизированный гелий и водород) выбрасывается партиями, которые повторяются каждые 8 минут, первый раз такое поведение наблюдается вокруг черной дыры. Результаты исследований были опубликованы в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества.

Команда профессора объекта Чарльза наблюдала за системой J1357.2-0933, которая была впервые обнаружена в качестве рентгеновского транзиента в 2011 году. Эти системы состоят из низко-массивной звезды, похожей на наше Солнце и компактного объекта, которым может быть белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. В этом случае, системе SWIFT J1357.2-0933 имеет черную дыру компактный объект, который как минимум в 6 раз больше массы нашего Солнца.

Материал от обычной звезды тянется к компактному объекту. Массовые вспышки происходят, когда материал диска становится горячим и нестабильным, и она выпускает большое количество энергии.

Профессор Чарльз сказал: «то, что было особенно необычное в этой системе это то, что наземные телескопы показали, что существуют провалы в мощности и оптической яркости этого побъекта и период этих провалов постепенно меняется от примерно 2 минут до примерно 10 минут, с начала развития вспышки. Такого странного поведения никогда не наблюдали ни у какого другого объекта.

«Этих замечательные, быстрые провалы стали причиной горячих научных дискуссий, с момента их обнаружения. Астрономы с волнением встретили вторую вспышку этого объекта в середине 2017 года, получая возможность изучить это странное поведение в более подробно».

Профессор Шарль и его команда признали, что ключ к получению ответа было получить оптические спектры несколько раз в течение каждого цикла погружения, по существу, изучая, как их цвет меняется со временем. Но с объекта примерно в 10000 раз слабее, чем самая слабая звезда, видимая невооруженным глазом и в период погружения всего около 8 минут, нужно было использовать очень большой телескоп.

Так, они использовали соли, Большого Телескопа Южной Африки, крупнейший оптический телескоп в Южном полушарии.

Университет Саутгемптона является одним из основных партнеров Великобритании в соль, и вместе со своими южноафриканскими коллаборационистов, являются частью многосторонней большие программы науки к изучению переходных процессов всех типов. Не только соли обладают необходимыми огромная зона сбора (имеет зеркало диаметром 10 м), но он работает на 100% очереди-запланированные образом, сотрудники местных астрономов, это означает, что он может быстро реагировать на непредсказуемые переходных событий. Это было идеально подходит для Swift J1357.2-0933, и соли, полученные более чем за час спектров, с одной на каждые 100 секунд.

«Наши своевременные замечания этой увлекательной система демонстрирует быструю реакцию соли, благодаря его гибкой очереди по расписанию работы, делает его идеальным объектом для последующих исследований переходных объектов», — сказал д-р Дэвид Бакли, главный исследователь из соли переходных программы, основанные на Южно-Африканской астрономической обсерватории, который также добавил, что «в мгновенной доступности число различных инструментов на соль, можно динамически изменять наши планы наблюдений в соответствии науку целей и реагировать на результаты, почти в реальном времени»

Профессор Чарльз добавил: «результаты этих спектров были потрясающие. Они показали ионизированный гелий в абсорбции, которые никогда не были замечены в таких системах. Это указывает, что она должна быть одновременно плотной и горячей-около 40 000 градусов. Более удивительно то, что спектральные характеристики были голубое смещение (из-за эффекта Доплера), указывая, что они запускали к нам со скоростью около 600 км/сек. Но что действительно поразило нас было открытием, что эти спектральные характеристики были видны только во время оптической провалы в кривой блеска. Мы интерпретировали это довольно уникальное свойство, как из-за деформации или пульсации во внутренней части аккреционного диска, который вращается вокруг черной дыры на окунание сроки. Эта деформация находится очень близко к черной дыре в 1/10 радиуса диска».

Что гонит этот вопрос вдали от черной дыры? Это почти наверняка радиационного давления интенсивного рентгеновского излучения, генерированного близко к черной дыре. Но он должен быть намного ярче, чем мы видим напрямую, предполагая, что материал падает в черную дыру загораживает его от прямого взгляда, как облака, закрывающие солнце. Это происходит потому, что мы оказались просмотр бинарные системы с точки, где появляется диск, ребро, как показано на схематическом рисунке, и вращающейся капли в этот диск, закрывают вид на центральную черную дыру.

Интересно, нет затмений звезды-компаньона видел в либо оптического или рентгеновского снимка, как можно было ожидать. Это объясняется его очень маленький, и постоянно в тени диска. Этот вывод исходит из детального теоретического моделирования ветром оторвало аккреционного диска, который был проведен одной из команд, Джеймс Мэтьюз в Оксфордском университете, с использованием суперкомпьютерных вычислений.

Этот объект обладает замечательными свойствами, среди уже интересные группы объектов, которые могут многому научить нас о конечных пунктов эволюции звезд и образование компактных объектов. Мы уже знаем из пары десятков черных дыр двойных систем в нашей галактике, которая все массы на 5-15 масс Солнца круг, и в одну черную дыру в нашей галактического центра составляет около 4 миллионов солнечных масс. Они все растут, аккреции материи, что мы стали свидетелями столь эффектно в этом объекте. Мы также знаем, что значительная часть аккрецирующих материал сдулся. Когда это происходит от сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, эти мощные ветры и струи могут иметь огромное влияние на всю галактику.

Профессор Чарльз заключил «этим короткий период бинарные версии являются идеальным способом для изучения этого физика в действии».