Rychle se točí černá díra s pokřiveným diskem

Rentgenový dalekohled nedávno instalovaný na Mezinárodní kosmické stanici zlepšoval náš pohled na vzdálené zdroje vysoké energie, jeden objekt po druhém. Nyní tento dalekohled poskytl podrobný pohled na černou díru, která přiváděla jeho doprovodnou hvězdu.

Umělec dojem z rentgenového binárního kódu, ve kterém černá díra obíhá s doprovodnou hvězdou, která ji živí. Černá díra na tomto obrázku má jak akreční disk, tak i trysky.
ESA / NASA / Felix Mirabel

Jak na místě černé díry

V naší galaxii číhají černé díry hvězdné hmoty - jejich temnota je však pochopitelně obtížně spatří. Protože tato malá zvířata nevyzařují světlo, máme jen několik pozorování černých děr ve hvězdné hmotě kolem nás, což omezuje to, co se můžeme dozvědět o těchto tajemných objektech a jejich chování.

Umělecké pojetí dalekohledu NICER instalovaného na Mezinárodní vesmírné stanici.
NASA

Jedním ze způsobů, jak můžeme takové černé díry pozorovat, je, pokud existují v rentgenovém binárním systému, binárním souboru sestávajícím z černé díry a dárcovské hvězdy. V rentgenových binárních souborech jde o materiál, který je odváděn z donorské hvězdy, aby nakrmil černou díru a vytvořil akreční disk kolem černé díry, jak padá. Jak materiál v akrečním disku spirály dovnitř, silně vyzařuje v X- paprsky - což má za následek emisi, kterou můžeme pozorovat, i když černá díra sama nevyzařuje žádné záření.

Jaká je struktura tohoto akrečního disku? Jak daleko k černé díře se rozšiřuje? Jak rychle se černá díra otáčí uprostřed? To je jedna z mnoha otázek, na které vědci stále hledají odpovědi. V nové studii představí astronom Jon Miller (University of Michigan) a spolupracovníci nové pohledy na rentgenový binární obraz, který může poskytnout určité stopy.

Spektrum MAXI J1535 571, vhodné pro jednoduchý disk blackbody plus power-law model. Další funkce viditelné v poměru dat / modelu jsou pravděpodobně způsobeny odrazem z disku.
Miller a kol. 2018

Oči na novém rentgenovém zdroji

Miller a spolupracovníci představují nová pozorování rentgenového binárního MAXI J1535-571 vyrobeného pomocí Průzkumníka složení vnitřních hvězd Neutron (NICER), rentgenového dalekohledu, který je instalován na palubě Mezinárodní vesmírné stanice.

Pozorování NICER ukazují, že černá díra v tomto binárním souboru se pravděpodobně točí velmi rychle při více než 99% maximální možné rychlosti! Zdá se, že světlo, které pozorujeme z MAXI J1535-571, zahrnuje příspěvky jak z akrečního disku černé díry, tak z korony velmi horkého plynu, který leží nad diskem. Světlo z korony se odráží od akrečního disku, což nám poskytuje více informací o struktuře disku.

Modelováním pozorování Miller a spolupracovníci ukazují, že se disk rozšiřuje téměř celou cestu dovnitř k tomu, co je známé jako nejvnitřnější stabilní oběhová dráha, nejbližší stabilní dráha, kterou můžete mít k černé díře.

Úvahy o Warp

Umělec dojem příkladu pokřiveného disku plynu a prachu obklopujícího černou díru.
James Gitlin (Space Telescope Science Institute)

A konečně, autoři poukazují na další vlastnost ve spektru MAXI J1535-571 : úzká emisní čára, o které se domnívají, že by mohla být způsobena osnovou na disku, takže disk již nebude ležet plochý. Osnova by lokálně změnila profil akrečního disku a způsobila, že se od tohoto bodu na nás odráží více světla z korony.

Přítomnost této potenciální osnovy, rozsah disku a rotace černé díry jsou všechny kousky skládačky, které nám pomohou lépe porozumět chování černých děr ve hvězdné hmotě, které se živí společníky. A můžeme se těšit na vysokou citlivost NICER, která tato pozorování umožnila i v budoucnu přinášet vzrušující výsledky!

Citace

JM Miller a kol. 2018 ApJL 860 L28. doi: 10, 3847 / 2041-8213 / aacc61

Související články v časopise

  • Reflexní spektrum binárního kandidáta na černou díru MAXI J1535-571 v tvrdém stavu Pozorováno: NuSTAR doi: 10, 3847 / 2041-8213 / aaa4b2
  • NuSTAR bsVýsledky černé díry GS 1354 645: Důkazy rychlé černé díry Spin doi: 10, 3847 / 2041-8205 / 826/1 / L12
  • Detekce reflexních rysů v rentgenových hadicích X-1 s nízkou hmotností Neutron Star s NICER doi: 10, 3847 / 2041-8213 / aabee6
  • Nová omezení nízkého / tvrdého vnitřního průtoku černou dírou s NuSTAR doi: 10.1088 / 2041-8205 / 799/1 / L6
  • Living on Flare: Relativistic Reflection in V404 Cyg pozorované společností NuSTAR během jeho léta 2015 Outburst doi: 10.3847 / 1538-4357 / aa67e8
  • Spektrální a časovací vlastnosti IGR J17091–3624 ve vzestupném tvrdém stavu během jeho Outburst doi: 10.3847 / 1538-4357 / aa9ab4

Tento příspěvek se původně objevil na AAS Nova, kde jsou uvedeny nejdůležitější poznatky z časopisů americké astronomické společnosti.