Hallja a visszhangzó fekete lyukak ijesztő hangjait

A fekete lyuk robbanásának anatómiája

A kutatócsoport kifejlesztett egy automatizált eszközt, az Echo Machine-t, amellyel visszhangokat kereshet a fekete lyuk binárisokból a műholdas adatokban.

Vizsgálatuk során a kutatók a visszhanggép segítségével vizsgálták meg a NASA röntgenteleszkópja, a Neutron Star Interior Composition Explorer vagy NICER által gyűjtött adatokat, amely a Nemzetközi Űrállomás része.

„Új visszhangot látunk nyolc forrásban” – mondta Jingye Wang, a tanulmány vezető szerzője, egy végzős hallgató. a Massachusetts Institute of Technology közleményében. „A fekete lyukak tömege a Nap tömegének öt-tizenötszöröse, és mindegyik kettős rendszerben található, hétköznapi, kis tömegű, Nap-szerű csillagokkal.”

A nyolc visszhang összegyűjtése után a kutatók összehasonlították őket, hogy meglássák, hogyan változik a fekete lyuk, amikor röntgensugárzást bocsát ki. Hasonló kép rajzolódott ki a nyolc bináris rendszer esetében is.

Amikor a fekete lyukak anyagot vonnak ki egy körülötte keringő csillagból, fényes részecskék „sugarait” bocsáthatják ki, amelyek csaknem fénysebességgel áramlanak az űrbe. A kutatócsoport megjegyzi, hogy a folyamat során a fekete lyuk egy végső nagy energiájú villanást bocsát ki, mielőtt alacsony energiájú állapotba kerülne.

Amikor ez a legutóbbi robbanás megtörténik, az azt jelentheti, hogy a fekete lyuk nagy energiájú plazmagyűrűje (vagy korona) energikus részecskéket szabadít fel, mielőtt azok eltűnnének.

A csillagászok ezt a felfedezést szupermasszív fekete lyukakra is alkalmazhatják, amelyek „motorként” működnek a galaxisok középpontjában, és olyan részecskéket szabadíthatnak fel, amelyek alakíthatják a galaxisok kialakulását.

„A fekete lyukak szerepe a galaxisok evolúciójában kiemelkedő kérdés a modern asztrofizikában” – mondta Irene Kara, a tanulmány szerzője, az MIT fizika docense közleményében.

„Érdekes módon a fekete lyukak binárisai szupermasszív fekete lyukaknak tűnnek, így ha megértjük a robbanásokat ezekben a kis közeli rendszerekben, megérthetjük, hogy a szupermasszív fekete lyukak hasonló robbanásai hogyan hatnak a galaxisokra, amelyekben találhatók.”

A röntgen visszhangot hanggá alakítja

Ezeknek a röntgensugárzásnak a visszhangja segíthet a csillagászoknak megtalálni a fekete lyukakat. Nem különbözik a denevérek által a navigációhoz használt echolokációtól. A denevérek olyan hívásokat adnak ki, amelyek visszaverik az akadályokat, és visszhangként térnek vissza, a visszhangvisszaadások hossza pedig segít a denevéreknek meghatározni a tárgyak távolságát.

A fekete lyuk visszhangját kétféle, a korona által kibocsátott röntgenfény hozza létre, és a csillagászok felhasználhatják azt az időt, ameddig egy teleszkóp mindkét típust észleli, és nyomon követhetik, hogyan változik a fekete lyuk, ahogy felfalja a csillagok anyagát.

A fekete lyuk visszhangjai nem valódi hangok, amelyeket segítség nélkül hallunk, ezért Kara összeállt Kyle Kane-nel, az MIT Anyagtudományi és Mérnöki Tanszékének oktatójával.És és Ian Condry, az MIT Antropológiai Tanszékének professzoraÉs hanghullámokká alakítani őket.

A csapat nyomon követte a röntgensugarak visszhangjának változásait, azonosították az átmenetek időszakait, és közös vonásokat tártak fel az egyes fekete lyuk-kitörések evolúciójában.

Az eredmény úgy néz ki, mint egy 1950-es évek tudományos-fantasztikus filmje.

„Az elején járunk annak, hogy a fény visszhangjait felhasználhatjuk a fekete lyukhoz közelebbi környezet rekonstruálására” – mondta Kara. „Most megmutattuk, hogy ezek a visszhangok gyakran megfigyelhetők, és képesek vagyunk új módon megvizsgálni a fekete lyuk korongja, a sugár és a korona közötti kapcsolatokat.”