Astrofyzici objevili změny jasu světla pozorovaného na okraji jedné z nejbližších černých děr, která se nachází ve vzdálenosti 9600 XNUMX světelných let od Země.
Vědci se zajímali o binární hvězdný systém MAXI J1820+070, který v roce 2018 objevil japonský rentgenový dalekohled na palubě Mezinárodní vesmírné stanice. Takové binární systémy zpravidla obsahují hvězdu s nízkou hmotností, podobnou našemu Slunci, a mnohem kompaktnější objekt – může to být bílý trpaslík, neutronová hvězda nebo černá díra. MAXI J1820+070 obsahuje černou díru o hmotnosti nejméně 8násobku hmotnosti našeho Slunce.
Světelnou křivku analyzovanou vědci získali astroamatéři během téměř ročního pozorování po celém světě. Hvězda v MAXI J1820+070 je jednou ze tří nejjasnějších rentgenových hvězd, jaké byly kdy pozorovány. Je tomu tak nejen proto, že je extrémně blízko Země, ale také proto, že se úspěšně nachází mimo rovinu naší Galaxie Mléčná dráha. Protože zůstal jasný po mnoho měsíců, mohlo ho pozorovat velké množství lidí.
Ale téměř 3 měsíce po začátku erupce se stalo něco neočekávaného - zdálo se, že světelná křivka prošla obrovskou modulací s periodou asi 17 hodin - na vrcholu bylo pozorováno zdvojnásobení jasu. Zároveň nedošlo k žádným změnám v dosahu rentgenového záření. Přestože byly v minulosti pozorovány malé kvaziperiodické viditelné modulace během jiných rentgenových záblesků, nic takového nebylo pozorováno dříve. Co způsobilo takové neobvyklé chování?
Materiál z hvězdy je vtahován kompaktním objektem do akrečního disku spirálního plynu, který jej obklopuje. Vzplanutí nastává, když se materiál na disku zahřeje, naroste na černou díru a uvolní obrovské množství energie, než překročí horizont událostí. Tento proces je chaotický a velmi proměnlivý, s časovými stupnicemi v rozmezí od milisekund po měsíce.
Když obrovský rentgenový paprsek vychází z velmi blízké černé díry a poté ozařuje okolní hmotu, zejména akreční disk, a zahřeje jej na teplotu asi 10 tisíc K, jeho záření je v optické oblasti, zejména my vidět vyzařované světlo. Proto při snížení intenzity rentgenového záblesku klesá i viditelné světlo.
Existovalo jediné možné vysvětlení: obrovský tok rentgenového záření ozářil akreční disk a způsobil jeho zkreslení, což zajistilo silné zvětšení plochy, v důsledku čehož se zvýšil i světelný tok. Toto chování bylo dříve pozorováno u rentgenových dvojhvězd s hmotnějšími hvězdami, ale nikdy v systémech s černou dírou a hvězdou s nízkou hmotností.
Astrofyzici vědí o několika desítkách binárních systémů s černými dírami v naší Galaxii o hmotnostech v rozmezí 5-15 hmotností Slunce. Rostou také akrecí hmoty.
Přečtěte si také: