אסטרונומים מצאו חור שחור-מסיבי (SMBH) עם לוח הזנה רגיל באופן יוצא דופן. הבהמות הוא גרעין גלקטי פעיל (AGN) שבלב גלקסיית סייפרט 2 GSN 069. ה- AGN נמצא כ -250 מיליון שנות אור מכדור הארץ, והוא מכיל כ -400,000 ממסת השמש.
צוות האסטרונומים השתמש ב- XMM-Newton של ה- ESA ובמצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א כדי לצפות בפליטת הרנטגן של ה- SMBH. בערך כל 9 שעות, החור השחור מתלקח בהיר עם צילומי רנטגן כשנושא לתוכו חומר. אסטרונומים מצאו שני חורים שחורים מהממים כוכבים אחרים המתלקחים באופן קבוע בזמן שהם ניזונים, אולם סדירות זו בחור שחור סופר-מסיבי מעולם לא נראתה עד כה.
"החור השחור הזה נמצא בתוכנית ארוחות כמו שמעולם לא ראינו."
ג'ובאני מיניוטי, מחבר ראשי, המרכז לאסטרוביולוגיה של ESA, ספרד.
העיתון המתווה תגלית זו מתפרסם ב"טבע "וכותרתו" התפרצויות מעין-תקופתיות של תשע שעות רנטגן מגרעין גלקטי גומי שחור בעל המסה נמוכה. " המחבר הראשי הוא ג'ובאני מיניוטי ממרכז האסטרוביולוגיה של ה- ESA בספרד. על פי העיתון, ה- SMBH צורכת חומר בערך ארבעה ירחים שלוש פעמים בכל יום. המשמעות היא שבכל פעם שהחור השחור ניזון, הוא צורך כמיליון מיליארד מיליארד פאונד של חומר.
"החור השחור הזה נמצא בתוכנית ארוחות כמו שמעולם לא ראינו", אמר מיניוטי בהודעה לעיתונות. "התנהגות זו היא חסרת תקדים עד כדי כך שנאלצנו לטבוע ביטוי חדש כדי לתאר אותה:" התפרצויות מעין תקופתיות ברנטגן "."
פליטות רנטגן מ- SMBH זו ידועות ונצפו מאז יולי 2010, אך הן היו יציבות. העיתון החדש מבוסס על 54 ימי תצפיות שהחלו בדצמבר 2018, החל במצפה הכוכבים XMM-Newton של ESA. המצפה ההוא הבחין בשני פרצים ב24- בדצמבר. בינואר, XMM-Newton מצאה עוד שלוש מהתפרצויות הרגילות הללו.
אז אסטרונומים ביקשו זמן תצפית נוסף עם מצפה הכוכבים של צ'נדרה של נאס"א כדי לחקור. צ'נדרה התבוננה בחמישה נוספים מהאירועים הללו. במהלך ההתפרצויות הסדירות הנוכחיות, פעילות התלקחות הרנטגן עולה בשני סדרי גודל על פני פליטת הרנטגן. כל התלקחות נמשכת קצת יותר משעה ומתרחשת כל תשע שעות.
"על ידי שילוב נתונים משני מצפי הרנטגן הללו, עקשנו אחר התפרצויות תקופתיות אלה לפחות 54 יום", אמר המחבר השותף ריצ'רד סקסטון ממרכז האירופי לאסטרונומיה בחלל במדריד, ספרד. "זה נותן לנו הזדמנות ייחודית לחזות בזרימת החומר לחור שחור סופר-מסיבי שמזרז ומאט את עצמו שוב ושוב."
במהלך כל אחת מהתפרצויות אלה, התלקחות הרנטגן בהירה פי 20 מאשר בתקופות שקטות. הטמפרטורה של הגז היורד עולה גם היא. זה עולה מכמיליון מעלות פרנהייט בתקופות שקטות יותר ל -2.5 מיליון מעלות פרנהייט במהלך התלקחויות. הטמפרטורה הגבוהה יותר זהה לטמפרטורת הגז סביב מרבית ה- SMBH הצומחים באופן פעיל.
הגורם להתלקחויות רגילות אלה אינו ידוע. הגז החם של 2.5 מיליון מעלות צלזיוס המקיף את GSN 069 הוא באותה טמפרטורה כמו הגז המקיף SMBs אחרים. זו תעלומה מכיוון שהיא פשוט חמה מכדי להיות מהדיסק הנופל של חומר העוטף חורים שחורים. אולם GSN 069 הוא הזדמנות ייחודית לחקור את התופעה מכיוון שהגז החם נוצר שוב ושוב ונעלם.
בדרך כלל, הגז החם הזה נגרם כתוצאה מפירוק כוכב ונצרך על ידי חור שחור, או כך חושבים האסטרונומים. אבל הסדירות שמציגה GSN 069 היא תעלומה.
"אנו חושבים שמקור פליטת הרנטגן הוא כוכב שהחור השחור התפרק באופן חלקי או מלא והוא נצרך לאט לאט לאט", אמרה המחברת המשותפת מרגריטה ג'וסטיני, גם היא המרכז לאסטרוביולוגיה של ESA. "אבל באשר להתפרצויות החוזרות, זה סיפור אחר לגמרי שצריך ללמוד את מקורו עם נתונים נוספים ומודלים תיאורטיים חדשים."
שוב, לראות חור שחור סופר־מאסיבי צורך דלק מכוכב אינו דבר חדש. זו סדירות ההתלקחות של GSN 069 שהיא הגרד הראשי. מחברי המחקר מציעים שני הסברים אפשריים לתזמון ההזנה הרגיל של ה- SMBH:
- כמות האנרגיה בדיסק מצטברת עד שהיא הופכת לא יציבה והחומר נופל במהירות לחור השחור המייצר את ההתפרצויות. המחזור הזה חוזר על עצמו.
- יש אינטראקציה בין הדיסק לגוף משני המקיף את החור השחור, אולי שארית הכוכב שהופרע בחלקו.
הודות לתצפיות של צ'נדרה, צוות המדענים יודע שמקור צילומי הרנטגן המתרחבים נמצא ממש בלב GSN 069. כאן צפוי להיות SMBH. הנתונים המשולבים של צ'נדרה ו- XMM-Newton מראים בבירור כי ההתלקחות, אף על פי שהיא רגילה, משתנה באטיות: גם גודל וגם משך הארוחות של החור השחור פחתו מעט, והמרחב בין כל ארוחה הולך וגדל. על התצפיות העתידיות לבדוק אם מגמות אלה נמשכות.
GSN 069 נמצא בצד הקטן עבור SMBH. בדרך כלל, SMBH מכיל מסה גדולה כמו כמה מיליונים ואפילו מיליארדים של שמשות, ואילו GSN 069 מכיל רק כ -400,000 שמשות. זה יכול לעזור להסביר מדוע סוג זה של הזנה רגילה לא נראה עד כה.
עבור SMBHs גדולים יותר, גדולים בהרבה מזו זו, תנודות הבהירות שלהם איטיות הרבה יותר. במקום להתפרץ כל תשע שעות, צריך לקחת להם חודשים ואף שנים להתלקח כך. זה יכול להסביר מדוע לא נצפתה התפרצויות מעין תקופתיות (QPE) כמו אלה. מצפי רנטגן עסוקים, ואין דרך להכשיר אחד על מטרה אחת במשך כל כך הרבה זמן.
היו כמה מקרים בהם נצפו עליות או ירידות גדולות בצילומי רנטגן המיוצרים על ידי חורים שחורים. תצפיות אלה הסתמכו על תצפיות חוזרות ונשנות לאורך חודשים ואף שנים. כמה מהשינויים הללו מהירים מכדי שניתן יהיה להסבירם על ידי התיאוריה הסטנדרטית של חומר נופל מהדיסק של ההנקה של החור השחור. אולם תגלית זו יכולה להסביר את התצפיות הללו. יתכן שהם חווים התנהגות דומה כמו GSN 069.
יותר:
- הודעה לעיתונות: המדענים מגלים שלחור שחור יש שלוש ארוחות חמות ביום
- עבודת מחקר: התפרצויות תשע-שעות רנטגן מעין מחזוריות מגרעין גלקטי חור שחור בעל המסה נמוכה
- ויקיפדיה: גרעין גלקטי פעיל
