Mokslininkai užfiksavo dar neregėtą, stulbinamą dalyką: keista juodoji bedugnė siūbuoja plazmos srautus, vilkdama erdvėlaikį

Tas įvykis patiekė tiek informacijos, kad astronomai ją tebeanalizuoja ir dabar. Ir katik jie atrado stulbinamą dalyką: reliatyvistiniai srautai siūbuoja taip greitai, kad jų krypties pokyčius galima pamatyti vos per kelias minutes.

Ir tai atlikdami, jie formuoja dideliu greičiu lekiančius plazmos debesis.

„Tai viena iš neįprasčiausių juodųjų bedugnių sistemų, kokią tik teko tirti,“ dar balandį sakė astrofizikas James Miller-Jones iš Tarptautinio radioastronominių tyrimų centro (ICRAR) Curtin universitete Australijoje.

V404 Cygni yra dvinarė mikrokvazarinė sistema iš maždaug devynis kartus už Saulę masyvesnė juodosios bedugnės ir kompanionės žvaigždės, raudonosios milžinės, kurios masė šiek tiek mažesnė už Saulės.

Juodoji bedugnė pamažu valgo raudonąją milžinę; nuo išsiplėtusios žvaigždės atsiskyrusi medžiaga sukasi apie juodąją bedugnę kaip akrecinis diskas, panašiai, kaip vanduo kriauklėje prie nubėgimo. Arčiausiai juodosios bedugnės esantys disko regionai yra neįtikėtinai tankūs ir karšti, ir labai spinduliuoja itin energingai; o besimaitinanti juodoji bedugnė, manoma, iš ašigalių šaudo galingas plazmos sroves.

Tikslaus šių srovių susidarymo mechanizmo mokslininkai nežino. Jie mano, kad medžiaga iš arčiausiai esančių akrecinio disko sričių nukreipiamos išilgai juodosios bedugnės magnetino lauko linijų, kurios veikia kaip sinchrotronai, įgreitinantys daleles iki neįtikėtinų greičių.

Bet taip greitai paleidžiami siūbuojantys V404 Cygni srautai paleidžiami, skirtingu laiku ir 60 procentų šviesos greičio, yra visai atskira klasė.

„Manome, kad materijos diskas ir juodoji bedugnė nėra sulygiuotos,“ aiškino Miller-Jones. „Panašu, dėl to vidinė disko dalis svyruoja, kaip besisukantis vilkelis ir dėl to srautai nukreipiami skirtingomis kryptimis.“

Tai primena besisukantį vilkelį, kuris, lėtėdamas ima siūbuoti, sakė tyrėjai. Toks besisukančio kūno sukimosi ašies pokytis vadinamas precesija. Konkrečiai šiuo atveju, dėkui Albertui Einšteinui, pateikusiam tokiems reiškiniams paaiškinimą.

Savo bendrojoje reliatyvumo teorijoje , Einšteinas numatė vadinamąjį inercinių atskaitos sistemų tempimą. Besisukančios juodosios gravitacinis laukas toks intensyvus, kad iš esmės tempia patį erdvėlaikį. (Tai yra vienas iš efektų, kurį mokslininkai tikėjosi išvysti, kai fotografavo Pōwehi.)

V404 Cygni atveju, akrecinis diskas yra maždaug 10 milijonų kilometrų skersmens. Juodosios bedugnės ir akrecinio disko sukimosi ašių nesutapimas iškraipė kelis tūkstančius kilometrų to disko.

Tada dėl erdvėlaikio vilkimo efekto iškreiptoji disko dalis tempiama kartu su juodosios bedugnės sukimui, kas nukreipia plazmos srautą įvairiomis kryptimis. Be to, vidinė akrecinio disko dalis yra išsipūtusi kaip riestainis, kuris irgi precesuoja.

„Galime sugalvoti tik tokį mechanizmą, kuris paaiškina greitą V404 Cygni precesiją,“ sakė Miller-Jones.

Precesija vyksta taip greitai, kad įprasti kosmosą stebinčių radioteleskopų metodai yra praktiškai beverčiai. Įprastai tokių įrenginių ekspozicija būna ilga, regionas stebimas kelias valandas iš eilės, sekant jo judėjimą dangaus skliautu. Bet šiuo atveju tokiu metodu gauti atvaizdai būna pernelyg išskydę, kad galėtų būti naudingi.

Tad, komandai teko imtis kito metodo, atlikti 103 atskirus atvaizdus, kurių ekspozicija siekė vos 70 sekundžių sudurti juos iš eilės ir sukurti filmą – ir iš tiesų, išvydo besimakaluojančius erdvėlaikiškus srautus.

„Ir iš iš tiesų, sistemos vaizdas mus pribloškė – to visiškai nesitikėjome,“ pasakojo fizikas Greg Sivakoff iš Albertos universiteto.

„Šis pirmą kartą užfiksuotas astronominis įvykis pagilino mūsų supratimą apie tai, kaip gali formuotis juodosios bedugnės ir galaktikos. Jis dar šiek tiek daugiau atsako į didįjį klausimą: „Kaip mes čia atsidūrėme?““

Tyrimas publikuotas Nature.

Michelle Starr
www.sciencealert.com