La aproximativ 7800 de ani-lumină, în constelația Lebedei, se găsește o gaură neagră foarte ciudată.
Ea este numită V404 Cygni, iar în 2015, telescoapele din întreaga lume şi-au îndreptat privirea spre minune în momentul când ea se trezise din hibernare pentru a devora materialul unei stele timp de o săptămână.
Acest eveniment a oferit aşa multă informație, încât astronomii o analizează şi acum.
Şi ei tocmai au descoperit un fenomen uimitor: jeturile relativiste ce se clatină într-atât de repede, încât schimbarea direcției lor poate fi văzută în doar câteva minute.
Vedeţi şi: Primul test de succes a relativității generale a lui Einstein lângă o gaură neagră
Şi, pe măsură ce fac acest lucru, ele suflă nori de plasmă de mare viteză.
„Acesta este unul dintre cele mai extraordinare sisteme de găuri negre pe care l-am întâlnit vreodată”, a spus astrofizicianul James Miller-Jones (en) de la Centrul Internațional de Cercetare Radio Astronomică (ICRAR) al Universității din Curtin din Australia.
V404 Cygni este un sistem microquasar binar, compus dintr-o gaură neagră cu o masă de aproximativ nouă ori mai mare ca cea a Soarelui şi o stea însoţitoare, un gigant roșu prematur puțin mai mic ca steaua noastră.
Gaura neagră devorează lent gigantul roşu; materialul sifonat de la steauă se învârte în jurul găurii negre sub forma unui disc de acreție, un pic asemănător cu apa ce se rotește în canalul de scurgere.
Vedeţi şi: Pentru prima dată a fost văzută o stea sfâșiată şi înghițită de o gaură neagră supermasivă
Cele mai apropiate regiuni ale discului sunt incredibil de dense şi fierbinți, şi extrem de radiante; şi, pe măsură ce gaura neagră se hrănește, ea aruncă jeturi puternice de plasmă, probabil de la poli.
Oamenii de ştiinţă nu cunosc mecanismul din spatele producerii jeturilor.
Ei cred că materialul de la marginea interioară a discului de acreție este canalizat de-a lungul liniilor câmpului magnetic al găurii negre, care funcționează ca un sincrotron pentru a accelera particulele înainte de a le lansa la viteze enorme.
Dar jeturile oscilatorii ale V404 Cygni, sunt aruncate în direcții diferite la timpi diferiți, la aşa intervale de timp rapid schimbătoare şi cu viteză de până la 60% din cea a luminii, încât ele fac parte dintr-o clasă personală aparte.
„Noi credem că discul de material şi gaura neagră sunt deplasate”, a spus Miller-Jones (en).
„Aceasta pare să provoace partea interioară a discului să oscileze ca un titirez şi a arunca jeturi în direcții diferite pe măsură ce îşi schimbă orientarea”.
V404 Cygni Black Hole Animation from ICRAR on Vimeo.
Este un pic asemănător cu un titirez ce începe să oscileze în timp ce se încetinește, au spus cercetătorii.
Această schimbare a axei de rotaţie a unui corp în filare se numește precesie (en).
În acest caz special, avem o explicaţie la îndemână din partea lui Albert Einstein.
În teoria sa a relativității generale, Einstein a prezis un efect numit „tragere a cadrului” („frame-dragging”) sau altfel numit efectul de distorsiune prin tragere a sistemului de referinţă (efectul Lense-Thirring).
Pe măsură ce se roteşte, câmpul gravitaţional al unei găuri negre rotative este atât de intens, încât în esenţă el trage spaţiul cu el.
(Acesta este unul dintre efectele pe care oamenii de ştiinţă au sperat să-l vadă atunci când au realizat prima imagine a unei găuri negre).
În cazul V404 Cygni, discul de acreţie este aproximativ de 10 milioane de kilometri în diametru.
Deplasarea axei de rotaţie a găurii negre cu discul de acreţie a deformat interiorul câtorva mii de kilometri a acestuia.
Datorită efectului Lense-Thirring, partea deformată a discului este atrasă împreună cu rotaţia găurii negre, ceea ce trimite jeturi înclinate în toate direcțiile.
În plus, această secție interioară a discului de acreție este umflată ca o gogoașă solidă, care, de asemenea, se precesează.
„Acesta este singurul mecanism pe care îl putem presupune că poate explica precesia rapidă pe care o vedem în V404 Cygni”, a spus Miller-Jones.
El este atât de rapid, încât metoda obișnuită utilizată de radio telescoape pentru a înregistra spațiul cosmic, s-a dovedit a fi practic inutil.
De obicei, aceste dispozitive se bazează pe expuneri lungi, urmărind o regiune mai multe ore la rând şi deplasându-se pe cer pentru a-și urmări ţinta.
Dar, în acest caz, metoda a produs imagini prea încețoșate pentru a fi de folos.
Astfel, echipa a fost nevoită să utilizeze o altă metodă, luând 103 de imagini separate cu timpi de expunere de doar 70 secunde, pe care le-au împreunat pentru a crea un film — şi după cum s-au așteptat, acolo erau clătinări de jeturi spaţiu-timp.
„Noi am fost uimiţi de ceea ce am văzut în acest sistem — el era complet neaşteptat”, a declarat fizicianul Greg Sivakoff (en) de la Universitatea din Alberta.
„Descoperirea acestui fenomen astronomic a adâncit înţelegerea noastră despre modul în care găurile negre şi formarea galaxiilor pot funcţiona.
El ne vorbeşte ceva mai mult despre acea mare întrebare: ‘Cum noi am ajuns aici?'”
Cercetarea a fost publicată în Nature.
Lasă un răspuns