Tisková zpráva
Divoké poblikávání černých děr
Dalekohledy VLT a kosmický satelit Rossi XTE zkoumají divoce proměnné černé díry
15. října 2008
Unikátní pozorování rychlého poblikávání, přicházejícího z těsného okolí černých děr, poskytlo vědcům nový pohled na obrovské množství energie, které jimi protéká. Při srovnávání velmi rychlých změn toku záření ve viditelném a rentgenovém oboru odhalili astronomové jejich vzájemnou souvislost a dokázali, že magnetická pole musí hrát v procesech pohlcování hmoty černými děrami klíčovou roli.
Stejně jako světlo plamene svíčky, ani záření přicházející z okolí černých děr není stálé, ale projevuje se záblesky, „prská“ a „jiskří“. „Velmi rychlé změny intenzity světla přicházejícího z černých děr jsou nejčastěji pozorovány na vlnových délkách rentgenového záření,“ říká Poshak Gandhi, vedoucí mezinárodního týmu, který výsledky oznámil. „Tato nová studie je jednou z mála současných prací, které zkoumají také rychlé variace ve viditelném světle a zejména jejich vztah ke změnám toku rentgenového záření.“
Prudké změny v okolí černých děr byly pozorovány paralelně dvojicí odlišných přístrojů. Rentgenová data byla získána z oběžné dráhy pomocí satelitu Rossi X-ray Timing Explorer americké NASA, viditelné záření bylo zaznamenáváno vysokorychlostní kamerou ULTRACAM, dočasně instalovanou na ESO Very Large Telescope (VLT). Toto zařízení schopné zaznamenat až 20 snímků za sekundu bylo vyvinuto týmem Vik Dhillona a Tom Marshe. "Jedná se o pozorování černých děr s největším časovým rozlišením, jakého bylo kdy dosaženo pomocí velkého dalekohledu," říká Dhillon.
Ke svému překvapení vědci zjistili, že změny jasnosti byly ve viditelném světle dokonce rychlejší než v případě rentgenových paprsků. Navíc se ukázalo, že záblesky v těchto oborech neprobíhají zároveň, ale opakovaně sledují určitý vzorec – rentgenovému zjasnění předchází pokles jasnosti ve viditelném světle a je následováno velmi krátkým optickým zábleskem.
Zmiňované záření však nepřichází přímo z černé díry, ale je důsledkem mohutného toku elektricky nabitého materiálu v její blízkosti. Okolí černé díry se díky soupeření silného gravitačního pole, magnetického pole a vysokého tlaku neustále mění. Intenzita záření emitovaného proudy horké hmoty je ve výsledku výrazně časově proměnná. „Nalezený vzorec chování ale představuje stabilní strukturu, která vyčnívá uprostřed jinak chaotických změn jasnosti a jako taková může poskytnout zásadní vodítko k pochopení dominantních fyzikálních procesů v pozadí jevu,“ říká člen týmu Andy Fabian.
Obecně se myslelo, že emise světla z okolí černých děr jsou sekundárním efektem rentgenového zjasnění, které ozáří okolní plyn a ten následně zasvítí ve viditelném oboru. Pokud by tomu tak bylo, každé zjasnění ve viditelném oboru by následovalo až po rentgenovém záblesku a jeho dosvit by musel probíhat mnohem pomaleji. „Velmi rychlé změny jasnosti ve viditelném oboru, které byly nyní nalezeny u obou sledovaných zdrojů, tento scénář vylučují,“ upozorňuje Gandhi. „Nejsou-li příčinou změn ve viditelném světle rentgenové variace, musí mít emise světla nějaký jiný obvyklý původ, a to v těsném okolí černí díry samotné.“
Nejlepším kandidátem na pozici dominantního fyzikálního procesu je v tomto případě silné magnetické pole. Hraje zde úlohu zásobníku, který nasává energii uvolněnou v blízkosti černé díry, a skladuje ji do okamžiku, než může být „vybita“ v podobě emise miliony stupňů horkého plazmatu vyzařujícího v rentgenové oblasti nebo jako proud nabitých částic putujících téměř rychlostí světla. Rozdělování energie mezi tyto dva výstupy pak může být původcem charakteristického vzorce rentgenové a optické proměnnosti.
Další informace
Studované černé díry GX 339-4 a SWIFT J1753.5-0127 jsou v obou případech pozůstatky hmotných hvězd a patří k naší Galaxii. Každá je součástí bývalého dvojhvězdného systému, kde druhou složku tvoří hvězda hlavní posloupnosti, která ztrácí hmotu ve prospěch temného souputníka. Hmotnost obou černých děr se pohybuje kolem desetinásobku hmotnosti Slunce a oběžné dráhy mají velkou poloosu jen několik milionů kilometrů (mnohem méně než Merkur – 58 milionů kilometrů).
Kromě Gandhio, Dhillona, Duranta, Fabiana a Marshe jsou dalšími členy týmu Kazuo Makishima na University of Tokyo (Japonsko), Jon Miller na University of Michigan (USA), Tariq Shahbaz na Instituto de Astrofisica de Canarias (Španělsko) a Henk Spruit z Max-Planck-Institute for Astrophysics (Německo).
Gandhi, P., Makishima, K., Durant, M., Fabian, A. C., Dhillon, V. S., Marsh, T. R., Miller, J. M., Shahbaz, T. & Spruit, H. C., Rapid optical and X-ray timing observations of GX 339-4: flux correlations at the onset of a low/hard state, Monthly Notices of the Roy. Astron. Soc. Letters, 390, L29 (2008), astro-ph/0807.1529
Durant, M., Gandhi, P., Shahbaz, T., Fabian, A., Miller, J., Dhillon, V. S. & Marsh, T. R,. SWIFT J1753.5-0127: a surprising optical/X-ray cross-correlation function, The Astrophysical Journal, 682, L45 (2008), astro-ph/0806.2530
Kontakty
Poshak Gandhi
RIKEN
Wako, Japan
Tel.: +81 48 467 9334
Email: pg@crab.riken.jp
Martin Durant
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, Spain
Tel.: +34 922 605 388
Email: durant@iac.es
Vik Dhillon
University of Sheffield
Sheffield, UK
Tel.: +44 114 222 4528
Email: Vik.Dhillon@sheffield.ac.uk
Tom R. Marsh
University of Warwick
Warwick, UK
Tel.: +44 247 657 4739
Email: t.r.marsh@warwick.ac.uk
Andy Fabian
Institute of Astronomy
Cambridge, UK
Tel.: +44 1223 337548
Email: acf@ast.cam.ac.uk
Henri Boffin
ESO
Garching, Germany
Tel.: +49 89 3200 6222
Email: hboffin@eso.org
Valentina Rodriguez
ESO
Chile
Tel.: +56 2 463 3123
Email: vrodrigu@eso.org
Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network
a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org
O zprávě
Tiskové zpráva č.: | eso0836cs |
Legacy ID: | PR 36/08 |
Jméno: | GX 339-4, Swift J1753.5-0127 |
Typ: | Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Black Hole Milky Way : Star : Type : Exotic : X-Ray Binary Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Accretion |
Facility: | Very Large Telescope |
Instruments: | FORS2 |
Science data: | 2008MNRAS.390L..29G 2008ApJ...682L..45D |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.