Svarta hål i stjärnmassa, mellan 7 och 25 gånger solens massa, kallas ”mikro-kvasarer” när de skapar kraftfulla strålar av partiklar och strålning, miniatyrversioner av de som ses i kvasarer. Stora massa svarta hål är i den lilla änden av skalan mittemot supermassiva svarta hål, inklusive de i kvasarer, som väger miljoner till miljarder gånger solens massa.
Mikrokvasarsstrålarna kan vara en del av ett hemligt vapen för att behålla sina små figurer, enligt ny forskning.
NASA: s Chandra röntgenobservatorium observerade först samspelet vid en berömd mikro-kvasar ungefär 40 000 ljusår bort i stjärnbilden Aquila. Detta system, GRS 1915 + 105 (GRS 1915 för kort), innehåller ett svart hål ungefär 14 gånger solens massa som matar material från en närliggande följeslagare. När materialet virvlar mot det svarta hålet bildas en ackretionsskiva.
Två Harvard-astronomer avslöjar en nyupptäckt dragkamp mellan strålarna och heta vindar från materialet spiralande mot det svarta hålet i det som kallas en "ackretionsskiva." Både strålarna och den heta vinden matar ut material från strömmen som annars skulle hjälpa till att växa det svarta hålet.
Chandra, med sin spektrograf, har observerat GRS 1915 elva gånger sedan lanseringen 1999. Dessa studier avslöjar att strålen i GRS 1915 periodvis kan kvävas när en het vind, sett i röntgenstrålar, drivs från åtskiltskivan runt svarta hålet. Vinden tros stänga av strålen genom att beröva den materia som annars skulle ha drivit den. Omvänt, när vinden dör ner, kan strålen åter dyka upp.
Tillträdesgraden förändras, men på grund av samspelet förblir utflödet konstant.
"Det svarta hålet verkar kunna kontrollera hur mycket materia det är eller inte konsumerar vid en viss tidpunkt," sade huvudförfattaren Joseph Neilsen, en doktorand i Harvard.
Självreglering är ett vanligt ämne när man diskuterar supermassiva svarta hål, men detta är det första tydliga beviset för det i svarta hål i stjärnmassan.
Neilsen säger att det är svårt att motstå att tillskriva en viljan till det svarta hålets beteende: "När du pratar om reglering innebär det någon form av självkontroll," sade han. ”Vi kan se att det händer, men det är verkligen inte klart varför. För tillfället tillskriver vi det bara en viss önskan från det svarta hålet. ”
Även om mikro-kvasarer och kvasarer skiljer sig i massa med faktorer på miljoner, bör de visa en likhet i beteende när deras mycket olika fysiska skalor beaktas.
Tidsskalan för förändringar i beteende hos ett svart hål bör variera i proportion till massan. Till exempel skulle en timmes lång tidsskala för förändringar i GRS 1915 motsvara cirka 10 000 år för ett supermassivt svart hål som väger en miljard gånger solens massa.
"Vi kan inte hoppas utforska på denna detaljnivå i något enda supermassivt svarthålssystem," sa medförfattaren Julia Lee, en Harvard-astronom. "Så vi kan lära oss en enorm mängd om svarta hål genom att bara studera svarta hål i stjärnmassa som den här."
De nya resultaten visas i tidningen 26 marsNatur.
OM LJUDBILDET: Den optiska och infraröda bilden från den digitaliserade himmelundersökningen visar det trånga fältet runt GRS 1915, beläget nära planet för vår Galaxy. Insatsen visar en närbild av Chandra-bilden av GRS 1915, en av de ljusaste röntgenkällorna i Vintergalaxen. Krediter: Röntgen: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optiskt: Palomar DSS2. En zoomande video finns här.
Källor: NASA, Nature-studien och en intervju med Joseph Neilsen
