איך באמת הסביבה סביב חור שחור? אסטרונומים מקבלים רעיון טוב יותר על ידי התבוננות באור שמקורו בדיסק ההקרדה המקיף חורים שחורים. האור אינו קבוע - הוא מתלקח, מתזים ומנצנץ - וההבהוב הזה מספק תובנות חדשות ומפתיעות לגבי כמות האנרגיה הקולוסלית הנובעת מסביב לחורים שחורים. על ידי מיפוי כמה טוב הווריאציות באור הנראה תואמות את אלו בצילומי רנטגן בטווחי זמן קצרים מאוד, אסטרונומים הראו ששדות מגנטיים חייבים למלא תפקיד מכריע באופן בו חורים שחורים בולעים חומר.
"הבהוב האור המהיר מחור שחור נצפה לרוב באורכי גל רנטגן", אומר פושק גנדי, שהוביל את הצוות הבינלאומי המדווח על תוצאות אלה. "המחקר החדש הזה הוא רק קומץ עד היום הבוחן גם את השונות המהירה באור הנראה, והכי חשוב איך התנודות הללו קשורות לזו בצילומי רנטגן."
התצפיות עקבו אחר הבהוב החורים השחורים בו זמנית באמצעות שני מכשירים שונים, אחד על הקרקע ואחד בחלל. נתוני הרנטגן נלקחו באמצעות הלוויין של רוסי-טיימינג סייר רנטגן של נאס"א. האור הנראה נאסף באמצעות המצלמה המהירה ULTRACAM, מכשיר ביקור בטלסקופ ה- Very Large Teleskope (ESL) של ESO, והקליט עד 20 תמונות בשנייה. ULTRACAM פותח על ידי חברי הצוות ויק דהילון וטום מארש. "אלה הם התצפיות המהירות ביותר של חור שחור שאי פעם הושג באמצעות טלסקופ אופטי גדול", אומר דהילון.
להפתעתם גילו אסטרונומים שתנודות הבהירות באור הנראה היו מהירות אף יותר מאלה שנראו בצילומי רנטגן. בנוסף, וריאציות האור הנראה והקרני הרנטגן נמצאו לא סימולטניות, אלא עוקבות אחר דפוס חוזר ומדהים: רגע לפני שקרני רנטגן מתבהרות האור הנראה מתעמעם, ואז מתנפץ למבזק בהיר לקבלת זעיר שבריר שנייה לפני שהיא שוב יורדת במהירות.
צפו בסרט של התנודות.
אף אחת מהקרינה הזו לא יוצאת ישירות מהחור השחור, אלא מזרמי האנרגיה העזים של חומר טעון חשמלי בסביבתו. סביבתו של חור שחור מעוצבים כל העת מחדש על ידי כוחות מתחרים כמו כוח משיכה, מגנטיות ולחץ נפץ. כתוצאה מכך, האור הנובע מזרמי החומר החמים משתנה בבהירות באופן מבולבל ומפוקפק. "אבל התבנית שנמצאה במחקר חדש זה בעלת מבנה יציב המתבלט בין שונות כאוטית אחרת, וכך היא יכולה להניב רמזים חיוניים לגבי התהליכים הגופניים הבסיסיים הדומיננטיים בפעולה", אומר חבר הצוות אנדי פביאן.
פליטת האור הנראה משכונות החורים השחורים נחשבה לרוב כאפקט משני, כאשר התפרצות רנטגן ראשונית האירה את הגז שמסביב שהאיר לאחר מכן בטווח הגלוי. אבל אם זה היה כך, כל הווריאציות של האור הנראה היו מפגרות אחרי השתנות הרנטגן, והיה איטי בהרבה להגיע לדעוך. "המהבהב האור הנראה המהיר שהתגלה כעת פוסל מייד את התרחיש הזה בשתי המערכות שנחקרו", טוען גנדי. "במקום זאת, הווריאציות בצילומי הרנטגן ופלט האור הנראה חייבות להיות במקור משותף, ואחת קרובה מאוד לחור השחור עצמו."
שדות מגנטיים חזקים מייצגים את המועמד הטוב ביותר לתהליך הפיזי הדומיננטי. הם פועלים כמאגר, הם יכולים לספוג את האנרגיה המשתחררת בסמוך לחור השחור, לאגור אותו עד שניתן יהיה לפרוק אותו כפלזמה חמה (רב-מליון מעלות) הפולטת רנטגן, או כזרמים של חלקיקים טעונים הנוסעים בקרבת מהירות האור. חלוקת האנרגיה לשני מרכיבים אלה יכולה לגרום לדפוס האופייני של רנטגן ושונות אור גלוי.
מאמרים על מחקר זה: כאן וכאן
מקור: ESO
