Ett svart hål nästan 8000 ljusår från jorden och nio gånger massan av vår sol fångades nyligen i handlingen att slurva upp en angränsande stjärna. Under denna stjärna högtid visade objektet astronomer något som aldrig hade sett förut i svarta hål.
Medan man sipprade gas från stjärnan i ett kretsande moln som kallas en tillskärningsskiva, spottade det svarta hålet höghastighetsstrålar av plasma i alla riktningar; matning av svarta hål utvisar emellertid ordnade plasmastråler i bara en riktning, rapporterade forskare i en ny studie.
Dessutom förändrade jetflygarna snabbt riktning, "på en tidsskala från minuter till timmar", skrev forskarna i sin studie, publicerad online idag (29 april) i tidskriften Nature. De fann att mitten av det svarta hålets anslutningsskiva hade blåst upp som en munk och var lutad på sin sida och snurrade av kilen. Och när den roterade, drog skivan jetplanen med sig, enligt undersökningen.
"Detta är ett av de mest extraordinära svarthålssystem som jag någonsin har stött på," sade huvudförfattarförfattaren James Miller-Jones, lektor vid Curtin University i Australien, i ett uttalande. Studien genomfördes vid Australiens internationella center för radioastronomiforskning (ICRAR).
Forskare upptäckte detta svarta hål och dess följeslagare efter en explosiv frigöring av strålning 1989, sa Miller-Jones och hans kollegor. Beläget i Cygnus-konstellationen cirka 7 800 ljusår från jorden, kallades det kosmiska paret V404 Cygni.
Sedan 2015 började V404 Cygni spira strålning i ett massivt utbrott som varade i två veckor. Detta erbjöd astronomer runt om i världen möjligheten att fånga "fantastisk observationstäckning", sade Miller-Jones i uttalandet.
För den nya studien undersökte forskarna data som samlats in av Very Long Baseline Array, ett nätverk med 10 radioteleskopdiskar som sträcker sig tusentals mil från Hawaii till de amerikanska Jungfruöarna. Radioteleskop genererar vanligtvis en bild från flera timmars observationer, men strålarna som förvisades från V404 förändrades så snabbt att en fyra timmars exponering visade bara en oskärpa, säger studiens medförfattare Alex Tetarenko, en astrofysisk postdoktor vid East Eastern Observatory i Hilo, Hawai.
För att korrigera den oskärpa fångade astronomer 103 bilder som vart och ett exponerades under cirka 70 sekunder. Detta avslöjade att den innersta delen av tillträngningsskivan, som mäter över 6 miljoner mil (10 miljoner kilometer) tvärs över, var puffad av intensiv strålning som hade genererats av svarthålets snabba matning.
Vad beträffar vad som tippade den puffiga regionen i en vinkel, tror forskarna att det svarta hålet kan ha fått en "kick" från sin följeslagare stjärnans supernovaexplosion. När munken snurrade ändrades dess orientering, och det svarta hålets kraftfulla tyngdkraft släppte strålarna med för resan och skickade dem flyger utåt i alla riktningar.
Denna upptäckt ger ny insikt om ackretionsskivor och tillhörande plasmastråle som produceras när svarta hål äter stjärnor, säger studiemedförfattaren Gemma Anderson, en forskare vid Curtin Universitys ICRAR-grupp. Andra typer av extrema kosmiska avsnitt kan också störa balansen i en ackretionsskivans snurr; de kan inkludera "supermassiva svarta hål som matar mycket snabbt eller tidvattenstörningar, när ett svart hål strimlar en stjärna," sade Anderson.
