چندین سیاهچاله “پژواک” به تازگی در کهکشان راه شیری کشف شده اند

پژواک نوری که از ابرهای ضخیم مواد در اطراف سیاهچاله‌های فعال به اخترشناسان کمک می‌کنند تا فضا-زمان حواس‌انگیز در مجاورت این اجرام شدید را بهتر درک کنند.

در کهکشان راه شیری، اخترشناسان به تازگی هشت نمونه جدید از این سیاهچاله‌های پژواک را شناسایی کرده‌اند. پیش از این، تنها دو مورد در کهکشان ما شناسایی شده بود.

داشتن چنین عدد گسترده‌ای بسیار نزدیک به خانه، امکان مطالعه دقیق‌تر این اجرام شگفت‌انگیز را با بینش منحصربه‌فردی که می‌توانند از فیزیک سیاه‌چاله ارائه دهند، می‌دهد.

سیاهچاله‌هایی با جرم ستاره‌ای – آنهایی که از فروپاشی یک هسته ستاره‌ای عظیم تشکیل شده‌اند – تصور می‌شود که در کهکشان راه شیری نسبتاً رایج هستند.

تعداد یک میلیارد چیز که در اطراف کهکشان در حال حرکت هستند، اما تشخیص آنها بسیار سخت است. تا به امروز، ما فقط تعداد کمی را شناسایی کرده‌ایم. دلیلش این است که، مگر اینکه فعال باشند، هیچ تشعشعی را که بتوانیم تشخیص دهیم، ساطع نمی کنند. آنها عملاً نامرئی هستند.

اما، وقتی سیاهچاله ها فعال هستند، داستان متفاوت است. سیاهچاله فعال سیاهچاله ای است که چیزی را در شبکه گرانشی خود به دام انداخته است و به تدریج آن را می بلعد.

این ماده یک قرص برافزایشی از گرد و غبار و گاز را تشکیل می دهد که در اطراف سیاهچاله می چرخد ​​و به میزان زیادی در آن سقوط می کند. مانند آب که در حال چرخش است و در یک زهکش می لغزد. فعل و انفعالات اصطکاکی و گرانشی جنون آمیز مربوط به تولید گرما و نور شدید است که باعث می شود منطقه اطراف سیاهچاله بدرخشد.

در سیاهچاله های نادر، ما همچنین می توانیم یک پدیده شگفت انگیز را مشاهده کنیم. کار هرازگاهی، ناحیه‌ای که درست در لبه قرص برافزایشی نزدیک‌ترین سیاهچاله فعال است، شعله ور می‌شود – وقتی این شعله نور به غبار می‌رسد، به عقب منعکس می‌شود – یک پژواک.

Led. توسط اخترفیزیکدان Jingyi Wang از MIT، تیمی از محققان از ابزار خودکار جدیدی به نام Reverberation Machine برای جست‌وجوی تمام داده‌های آرشیوی NICER رصدخانه پرتو ایکس، به دنبال نشانه های آشکار پژواک سیاه چاله است.

این جستجو هشت سیستم را پیدا کرد – دوتایی حاوی یک سیاهچاله، با یک ستاره همراه دوتایی که به تدریج از بین می رفت و سیاهچاله بلعیده شده است.

“ما نشانه های جدیدی از طنین را در هشت منبع می بینیم” وانگ می گوید. جرم سیاهچاله ها بین پنج تا ۱۵ برابر جرم خورشید است و همگی در منظومه های دوتایی با ستارگان معمولی، کم جرم و شبیه به خورشید قرار دارند.

اگرچه نادر است، این پژواک ها می توانند چیزهای زیادی در مورد محیط اطراف سیاهچاله نور را می‌توان هم از فوران اولیه و هم از پژواک برای اندازه‌گیری فضای بین سیاه‌چاله و غبار تجزیه و تحلیل کرد، دقیقاً مانند خفاش که از پژواک برای حرکت در اطراف خود استفاده می‌کند.

پژواک سیاه‌چاله نیز می‌تواند انجام شود. برای مطالعه چگونگی تغییر تاج سیاهچاله و قرص برافزایشی با “تغذیه” سیاهچاله استفاده شود. تاج ناحیه ای از الکترون های بسیار داغ بین لبه داخلی دیسک برافزایش و افق رویداد است.

بعد، تیم ۱۰ سیستم دوتایی ساطع کننده اشعه ایکس را تجزیه و تحلیل کرد. ، داده ها را به گروه هایی با فاصله زمانی مشابه بین انفجار اولیه اشعه ایکس و نور پژواک تقسیم می کند. این به آنها اجازه داد تا تغییرات در پژواک های پرتو ایکس را ردیابی کنند، تا تصویری کلی از چگونگی تغییر سیاهچاله در طول طغیان اشعه ایکس ایجاد کنند.

ابتدا، سیاهچاله به صورت “سخت” شروع می شود. “، تولید تاج و انتشار جت های پلاسما با سرعت بالا از مناطق بالای قطب های خود. هنگامی که این فرآیندها بر مشخصات انرژی سیاهچاله غالب هستند، فواصل زمانی بین انفجارهای پرتو ایکس و پژواک آنها کوتاه است، در مقیاس میلی ثانیه.

این حالت قبل از آرام شدن، چند هفته طول می کشد. به حالت “نرم” تحت سلطه اشعه ایکس با انرژی کمتر از دیسک برافزایشی. در طول این انتقال، فواصل زمانی بین انفجارها و پژواک ها طولانی تر می شود.

از آنجایی که سرعت نور ثابت است، این تاخیر زمانی رو به رشد نشان می دهد که فاصله بین تاج و دیسک در حال افزایش است.

>

این تیم فکر می‌کند که این ممکن است به این معنی باشد که تاج به سمت بالا و خارج منبسط می‌شود، زیرا رویداد تغذیه در دم می‌رود و سیاه‌چاله خاموش می‌شود، تا زمانی که جنون تغذیه بعدی مواد از همدم ستاره‌ای آن جدا شود.

هنوز کاملاً مشخص نیست، اما نتایج نه تنها برای درک این گونه‌های کوچک سیاهچاله‌ها، بلکه غول‌های عظیم‌الجثه‌ای که در هسته کهکشان‌ها یافت می‌شوند نیز مفید است. این به نوبه خود ممکن است به ما در درک بهتر تکامل کیهان کمک کند.

“نقش سیاهچاله ها در تکامل کهکشان ها یک سوال برجسته در اخترفیزیک مدرن است.” می گوید فیزیکدان ارین کارا از MIT که در حال کار بر روی تبدیل پژواک سیاهچاله ها به صدا بوده است. در ویدیوی بالا مشاهده می‌شود.

«جالب است که این دوتایی‌های سیاه‌چاله به‌نظر می‌رسد سیاهچاله‌های بسیار پرجرم «مینی» هستند، و بنابراین با درک فوران‌ها در این سیستم‌های کوچک و نزدیک، می‌توانیم متوجه شویم که چگونه فوران‌های مشابه در سیاهچاله های کلان جرم بر کهکشان هایی که در آن زندگی می کنند تأثیر می گذارند.”

این تحقیق در ژورنال اخترفیزیکی.