חורים שחורים, אותם יחודיות מעורבבים היושבים על שטף הידוע והלא נודע, מפתיעים אותנו בהתנהגותם. כפי שארגונים כמו טלסקופ Event Horizon הבהירו, יש הרבה שאנחנו לא יודעים על החורים, וגרוע מכך, אנחנו אפילו לא יודעים כמה אנחנו לא יודעים.
כעת מדענים הבחינו בתופעה חדשה שמוסיפה את המיסטיקה של החור השחור: חור שחור מסתובב במהירות שמפליט כתמי פלזמה מסיביים.
החור השחור המדובר הוא חלק מצמד בינארי הנקרא V404 Cygni. החור השחור אוכל את הכוכב המלווה שלו, מוצץ את המסה שלו לדיסק ההטמעה שלו ואז מוציא חומר דרך שני סילונים. זה לא יוצא דופן עבור חור שחור, אם כי לא לכולם מטוסים. אבל מה שאינו יוצא דופן הוא עיתוי החומר שהופלטו על ידי המטוסים. במקום זרם קבוע, החומר יוצא בגבעות.
Cygni V404 נמצא במרחק של 8,000 שנות אור מכדור הארץ. הוא אותר לראשונה בשנת 1989 כאשר גירש התפרצות עצומה של חומר ואנרגיה גבוהה וקרינה. ואז זה נפל רדום במשך 26 שנה.
ואז, בשנת 2015, הוא התלקח שוב, והלוויין של סוכנות החלל האירופית (ESA) INTEGRAL (INTErnational Laboratorium for Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) הצליח לחקור אותו בקרני גמא אנרגיה גבוהה. זה הפך לאובייקט הבהיר ביותר בשמיים בקרני גאמה. בזמנו אמר מדען הפרויקט INTEGRAL אריק קולקר, "ההתנהגות של מקור זה יוצאת דופן כרגע, עם הבזקי אור בהירים חוזרים ונשנים על סולמות זמן קצרים משעה, דבר שרק לעתים נדירות נראה במערכות חור שחור אחרות.”
מה קורה?
כדאי להסתכל על איך חורים שחורים כמו זה עובדים בדרך כלל. כוח המשיכה המאסיבי של החור השחור גורר חומר מהכוכב המלווה שלו לדיסק ההקרבה שלו. דיסק ההקרדה מסתובב, מחמם את החומר וגורם לו לזרוח. חלק מהחומר לא מגיע לעולם לחור השחור ונפלט באמצעות מטוסים.
הסבר מהיר לעבר, ומחקר חדש המבוסס על נתונים שנאספו במהלך התפרצות 2015 על ידי מצפיינים מרובים מספק הסבר.
“במהלך ההתפרצות התבוננו בפרטי פליטות הסילון כאשר חומר נפלט במהירות גבוהה מאוד מסביב לחור השחור", אומרת סימון מגליארי, אסטרופיזיסיסטית ב- ESA שהיא סופרת משותפת בעיתון. "אנו יכולים לראות את המטוסים יוצאים לכיוונים שונים בטווח זמנים של פחות משעה, מה שאומר שהאזורים הפנימיים של המערכת מסתובבים די מהר.”
כן, החור השחור אוכל את הכוכב המלווה שלו, מוצץ את החומר לדיסק ההטמעה שלו. וכן, חלק מהחומר בדיסק גורש בסילונים. אבל, על פי המחקר, זה קורה רק בהתפרצויות משום שמסיבה כלשהי, החור השחור אינו מיושר עם דיסק ההקרדה שלו.
"מה ששונה ב- V404 Cygni הוא שאנחנו חושבים שדיסק החומר והחור השחור אינם מיושרים זה בזה"אומר פרופ 'חבר ג'יימס מילר-ג'ונס מהמרכז הבינלאומי לחקר אסטרונומיה ברדיו (ICRAR) מאוניברסיטת קרטין, אוסטרליה, שהוא המחבר הראשי של העיתון החדש.
“נראה כי הדבר גורם לחלקו הפנימי של הדיסק להתנדנד כמו ראש מסתובב שמאט, ויורים מטוסים לכיוונים שונים כאשר הוא משנה כיוון..”
ההתנודדות פירושה שחומר לא נופל לחור השחור בקצב שווה. כשיש התפרצות, המשמעות היא שכמות גדולה של חומר נפלה לתוך החור בפרק זמן קצר. זה מגדיל את כמות החומר בדיסק ההקרדה הגורם להתפרצות של אנרגיה.
INTEGRAL היה אינטגרלי למחקר זה מכיוון שהוא צפה ב- V404 Cygni במשך ארבעה שבועות. מצפי כוכבים אחרים הצליחו לצפות רק במשך מספר שעות. התצפיות של INTEGRAL אפשרו למדענים להבין את המכניקה של החור השחור, את הגיאומטריה שלו ואת רמות האנרגיה שלו, ולייצר את הקשר בין חומר זורם וזורם.
“בעזרת INTEGRAL, הצלחנו להמשיך להסתכל על V404 Cygni ברציפות במשך ארבעה שבועות, בעוד לוויינים אחרים בעלי אנרגיה גבוהה יכלו רק לצלם תמונות קצרות יותר."אומר אריק קולקר, מדען פרויקטים INTEGRAL ב- ESA.
“נתוני הרנטגן תומך במודל איפה החלק הפנימי של דיסק ההקרדה מוטה ביחס לשאר המערכת, ככל הנראה בגלל סיבוב החור השחור נוטה ביחס למסלולו של כוכב המלווה, "מסביר סימון.
נשאלת השאלה, מדוע היא לא מתואמת?
יש רק כמה ניחושים מקדימים לגבי סיבת ההתאמה. יכול להיות שזו הייתה סופרנובה.
מכיוון שהחור השחור עצמו נוצר על ידי סופרנובה, יתכן שהבעיטה הראשונית הזו גרמה להתאמה שגויה של החור והקטע הפנימי של דיסק ההקרדה שלו. זה מה שמראים הדמיות.
“התוצאות יתאימו לתרחיש, שנחקר גם בהדמיות מחשב אחרונות, שם זרימת ההקרדה בסביבת החור השחור והמטוסים יכולים להסתובב יחד, "אומר קולקולרס.
“עלינו לצפות לדינמיקות דומות בכל חור שחור מצטבר מאוד, שסיבובו אינו מיושר עם הגז הזורם, ונצטרך לקחת בחשבון זוויות שונות של נטיית מטוסים בעת פירוש תצפיות על חורים שחורים ברחבי היקום.”
מקורות:
- נייר מחקר: כיוון סילון המשתנה במהירות במערכת החור השחור-המוני בכוכבים VG404 Cygni
- הודעה לעיתונות: חור שחור חורק
- המשימה INTEGRAL של ESA
- הודעה לעיתונות: חור שחור מפלצת מתעורר לאחר 26 שנים
