Homer Simpson skulle vara ledsen: de senaste observationerna av det binära systemet för ett svart hål och dess följeslagare har visat reträtten för den munkformade ackretionsskivan runt det svarta hålet. Denna krympande "munk" sågs i observationer av det binära systemet GX 339-4, ett system som består av en stjärna som liknar solen och ett svart hål med tio solmassor.
När det svarta hålet matas av gas som strömmar ut från den kretsande stjärnan, producerar förändringen i flödet av gasen en varierande storlek på skivan av materia som hopar sig runt det svarta hålet i en torusform. För första gången har förändringarna i storleken på denna disk uppmättts, vilket visar hur mycket mindre munken blir.
GX-339-4 ligger 26 000 ljusår bort i konstellationen Ara. Varje 1,7 dag i systemet kretsar en stjärna runt det mer massiva svarta hålet. Detta system, och andra gillar det, visar periodiska flänsar av röntgenaktivitet när gas som stulas från stjärnan av det svarta hålet värms upp i tillslutningsskivan som högar upp runt det svarta hålet. Under de senaste sju åren har systemet haft fyra energiska utbrott under de senaste sju åren, vilket gör det till ett ganska aktivt svart hål / stellar binärt system.
Materialet som faller in i hålet bildar strålar av högaktiverade fotoner och gas, varav en är riktad mot jordens riktning. Det är dessa jetflygningar som ett team av internationella astronomer observerade med hjälp av Suzaku röntgenobservatorium, som drivs gemensamt av det japanska flyg- och utforskningsverket och NASA, och NASA: s röntgen Timing Explorer-satellit. Resultaten av deras observationer publicerades i 10 december The Astrophysical Journal Letters.
Även om systemet var svagt när de tog sina mätningar med teleskop, producerade det stadiga röntgenstrålar. Teamet letade efter signaturen på röntgenspektrallinjer som producerats av fluorescensen av järnatomer på disken. Det svarta hålets kraftiga tyngdkraft förskjuter energin från röntgenstrålarna som produceras av järnet och lämnar en karakteristisk spektralinje. Genom att mäta dessa spektrallinjer kunde de med ganska högt förtroende bestämma den krympande skivans storlek.
Så här sker krympningen: den del av skivan som är närmare det svarta hålet är tätare när det finns mer gas som rinner ut från stjärnan som följer med den. Men när detta flöde reduceras värms den inre delen av disken upp och förångas. Under de ljusaste perioderna av det svarta hålets utgång beräknades skivan ligga inom cirka 30 km (20 miles) från det svarta hålets händelseshorisont, medan under lägre perioder av ljusstyrka disken dras tillbaka till mer än 27 gånger längre, eller till 1 000 km (600 miles) från kanten av det svarta hålet.
Detta har en viktig implikation i studien av hur svarta hål bildar sina strålar; även om anslagningsskivan avdunstar nära det svarta hålet, förblir dessa strålar vid en stadig utgång.
John Tomsick från rymdvetenskapslaboratoriet vid University of California, Berkeley sa i ett pressmeddelande från NASA: ”Detta berättar inte hur jetstrålar bildas, men det säger oss att jetplan kan lanseras även när högdensiteten har flödet är långt från det svarta hålet. Detta betyder att lågdensitetsutflöde är den mest väsentliga ingrediensen för bildandet av en stadig stråle i ett svart hålssystem. "
Läs den förtryckta versionen av lagens brev. Om du vill ha mer information om hur röntgenstrålarna från skivorna runt svarta hål kan hjälpa till att bestämma deras form och snurra, kolla in en artikel från Space Magazine från 2003, Iron Can Help Bestäm om ett svart hål snurrar.
Källa: NASA / Suzaku pressmeddelande
