Źródło zdjęcia: Chandra
Astronomowie ogłosili w tym tygodniu, że widzieli pełny cykl życia promieni rentgenowskich wylatujących z czarnej dziury. Odrzutowce podróżowały z prędkością prawie światła do tego roku, kiedy zaczęły zwalniać z powodu interakcji z gazem międzygwiezdnym. Podobne dżety emanują z supermasywnych czarnych dziur, ale proces ten trwa tysiące lat.
Po raz pierwszy astronomowie śledzili cykl życia dżetów rentgenowskich z czarnej dziury. Seria zdjęć z obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA ujawniła, że w miarę ewolucji dżetów podróżowały one z prędkością bliską prędkości światła przez kilka lat, zanim zwolniły i zanikły.
„Obserwowanie, jak dżety zwalniają i znikają, jest jak oglądanie poklatkowego filmu o wzlotach i upadkach epoki brązu” - powiedział Stephane Corbel z Uniwersytetu Paryskiego VII i francuskiej Komisji Energii Atomowej w Saclay, główny autor artykułu w numerze 4 października czasopisma Science. „Ponieważ dżety pochodzą z gwiezdnej czarnej dziury w naszej galaktyce, za kilka lat obserwowaliśmy wydarzenia, które zajęłyby tysiące lat wokół supermasywnej czarnej dziury w odległej galaktyce”.
Astronomowie używają Chandry i radioteleskopów do obserwowania dwóch przeciwległych strumieni wysokoenergetycznych cząstek emitowanych po wybuchu, po raz pierwszy wykryty w 1998 r. Przez NASA Rossi X-ray Timing Explorer, z układu podwójnej gwiazdy XTE J1550-564. Zaobserwowano, że strumienie rentgenowskie, które wymagają ciągłego źródła elektronów o wartości bilionów woltów, aby pozostały jasne, poruszają się z prędkością około połowy prędkości światła. Cztery lata później dzieli ich już więcej niż trzy lata świetlne i zwalnia. Ostatnio zaobserwowano zanik jednego z dżetów.
„Wyrzut dżetów z gwiezdnych i supermasywnych czarnych dziur jest powszechnym zjawiskiem we wszechświecie, dlatego niezwykle ważne jest, aby zrozumieć ten proces” - powiedział John Tomsick z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego i autor gazety Astrophysical Journal za styczeń 2003 publikacja opisująca badania. „Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy strumień od pierwszej eksplozji, aż zwolnił i wyblakł.”
Obserwacje wskazują, że jeden strumień, strumień wschodni, porusza się wzdłuż linii nachylonej w kierunku Ziemi, podczas gdy strumień zachodni jest skierowany od Ziemi. To wyrównanie wyjaśnia, dlaczego wschodni odrzutowiec płynął dalej od czarnej dziury niż zachodni. Jednak przy takim ułożeniu wschodni strumień powinien być jaśniejszy niż zachodni, podczas gdy zachodni był faktycznie trzy razy jaśniejszy.
„To stanowi zagadkę. Prosty model dżetów nie wyjaśnia tego, co widzimy ”- powiedział Philip Kaaret z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge, Massachusetts, i główny autor kolejnego artykułu z czasopisma Astrophysical Journal na XTE J1550-564. „Albo czarna dziura może w jakiś sposób dostarczać więcej energii do zachodniego strumienia, lub ten strumień wpadł w gęstą chmurę.”
Gdy dżety przebijają się przez gaz międzygwiezdny, opór gazu spowalnia je, podobnie jak opór powietrza spowalnia ruchome obiekty na Ziemi. Chociaż uważa się, że wszystkie dżety zwalniają w ten sposób, obserwacje XTE J1550-564 wskazują, że po raz pierwszy dysze zostały złapane w trakcie zwalniania. Obserwowane spowolnienie podkreśla wartość małych, gwiezdnych czarnych dziur w naszej galaktyce do badania podobnych procesów zachodzących w odległych kwazarach i aktywnych jądrach galaktycznych.
XTE J1550-564, który znajduje się w odległości około 17 000 lat świetlnych od Ziemi, zaobserwowano za pomocą zaawansowanego spektrometru obrazującego Chandra CCD i instrumentów kraty transmisyjnej o wysokiej energii. Dane radiowe wykorzystane w tym badaniu zostały uzyskane przez Australia Telescope Compact Array.
Marshall Space Flight Center NASA w Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra dla Office of Space Science, Waszyngton, a TRW, Inc., Redondo Beach, Kalifornia, jest głównym wykonawcą. Centrum rentgenowskie Chandra Smithsonian kontroluje naukę i operacje lotnicze z Cambridge w stanie Massachusetts.
Oryginalne źródło: Chandra News Release
