Zvětšit obrázek

Rentgenové spektrum dvojitého systému, sestávajícího z černé díry a normální hvězdy naznačuje, že plyn zahřátý na mnoho miliónů stupňů, víří kolem černé díry. Jak ilustrace ukazuje, velká část horkého plynu se spirálovitě stáčí směrem do nitra černé díry, ale až 30% je odfouknuto. Credit: Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; X-ray Spectrum: NASA/CXC/U.Michigan/J.Miller et al.

Odhaduje se, že až polovina z celkového množství záření ve vesmíru od Velkého třesku až do současnosti, pochází z materiálu, který „padá“ do superhmotných černých děr, včetně kvasarů, nejjasnějších známých objektů.  Po desetiletí se vědci snažili pochopit, jak černé díry, nejtmavší objekty vesmíru, mohou generovat tak obrovské množství záření.

Animace přenosu hmoty z hvězdy do akrečního disku černé díry v dvojhvězdného systému GRO J1655-40.

Zvětšit obrázek

Schéma kvasaru a mikrokvasaru, které obsahují akreční disk o průměru asi 10⁹ km. Přímé svazky radiové záření sahají do vzdálenosti 10⁶ sv.let. U mikrokvasaru dochází k proudění hmoty z hvězdného souputníka do akrečního disku. Credit: SRCfTA Australia

Nová rentgenová data z Chandry se jako první snaží ukázat, co tento proces řídí: magnetické pole. Chandra pozorovala systém černé díry (černá díra a její souputník – hvězda) v naší Galaxii, známý jako GRO J1655-40 (zkráceně J1655), kde černá díra vytahuje materiál z druhé hvězdy do disku.

"Podle mezigalaktických kritérií je J1655 na našem dvorku, tak ji můžeme použít jako model pro pochopení, jak pracují všechny černé díry, včetně těch největších v kvasarech," řekl Jon Miller (University of Michigan) pro časopis Nature.

Pokud plyn v disku u černé díry ztrácí energii, rychle se stáčí směrem k černé díře a během této cesty generuje světlo. Vědci si už dlouho mysleli, že tato magnetická pole mohou řídit tuto energetickou ztrátu, která vzniká třením v plynu a poháněním větru v disku. Samozřejmě při zachování momentu hybnosti.

Rentgenové záření (X-ray ) ze systému GRO J1655-40. Credit: ESA/ISOC

Zvětšit obrázek

Přenos hmoty z hvězdného souputníka do akrečního disku černé díry (GRO J1655-40). Credit: School of Physics and Astronomy, University of Southampton

Millerův tým použil spektra z Chandry, vlastně množství rentgenového záření (X-ray) různých energií, a ukázal, že rychlost a hustota větru v disku J1655 odpovídá počítačových simulacím a prognózám pro větry řízené magnetickým polem.

"V roce 1973 přišli teoretici s myšlenkou, že magnetická pole mohou řídit generování světla černých děr," řekl spoluautor John Raymond z CfA (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts). "Nyní, o 30 let později, možná konečně máme důkaz."

Zvětšit obrázek

Rentgenová kosmická observatoř Chandra. Credit: NASA

Hlubší pochopení, jak černým dírám přirůstá hmota, přivede astronomy i k dalším vlastnostem černých děr, včetně toho, jak rostou.

"Právě tak jako lékaři chtějí rozumět příčinám nemocí a ne jenom jejich příznakům, také astronomové se pokoušejí porozumět tomu, co způsobuje jevy, které pozorují ve vesmíru," řekl spoluautor Danny Steeghs, také z CfA.  "Pochopíme-li, co způsobuje materiál padající do černé díry a jak se uvolňuje energie, můžeme také zjistit, co to způsobuje u dalších důležitých objektů."

Kromě přirůstání disků kolem černých děr, magnetická pole mohou hrát důležitou roli i v discích kolem mladých hvězd podobných Slunci, u nichž se formují planety, stejně jako u extrémně hustých objektů, nazvaných neutronové hvězdy.

Zdroj:

ScienceDaily
http://chandra.harvard.edu/photo/2006/j1655/