Obrasci ‘hranjenja’ crnih rupa pružaju nam uvid u njihovu veličinu, tvrde znanstvenici. Nova studija otkrila je da je treperenje svjetline uočeno prilikom ‘unosa hrane’ kod supermasivnih crnih rupa, povezano s njihovom masom.
Treperenje crnih rupa povezano s njihovom ‘ishranom’
Supermasivne crne rupe su milijun do milijardu puta veće od Sunca i obično se nalaze u središtu velikih galaksija. Kada miruju i ne hrane se plinom i zvijezdama koje ih okružuju, one emitiraju vrlo malo svjetla; jedini način na koji ih astronomi mogu otkriti je njihov gravitacijski utjecaj na zvijezde i plin u njihovoj blizini. Međutim, u ranom svemiru, velike crne rupe ubrzano su rasle proždirajući materijale velikom brzinom. Pritom su ispuštale pozamašnu količinu zračenja – ponekad nadmašujući u tome kompletnu galaksiju u kojoj se nalaze, tvrde istraživači.
Nova studija, koju su vodili diplomirani student astronomije na Urbana-Champaignu (Sveučilište Illinois), Colin Burke te profesor Yue Shen, otkrila je definitivan odnos između supermasivnih crnih rupa u stanju aktivnog hranjenja i karakterističnog vremenskog okvira u njihovim obrascima treperenja svjetla. Nalazi su objavljeni u časopisu Science.
Uočena svjetlost iz rastućih supermasivnih crnih rupa nije konstantna. Zbog fizičkih procesa koji još nisu objašnjeni, crne rupe imaju sveprisutno treperenje u vremenskim okvirima koji se kreću od nekoliko sati do cijelog desetljeća. “Bilo je mnogo studija koje su istraživale moguće odnose promatranog treperenja i mase supermasivnih crnih rupa, ali rezultati su bili nedostatni i ponekad kontroverzni”, rekao je Burke.
Vremenski okvir treperenja povezan s masom crnih rupa
Tim je prikupio veliki broj podataka o supermasivnim crnim rupama u aktivnom stanju hranjenja, kako bi proučio obrazac varijabilnosti njihovog treperenja. Identificirali su karakterističan vremenski okvir, tijekom kojeg se obrazac mijenja. Taj obrazac je u bliskoj korelaciji s masom supermasivnih crnih rupa. Znanstvenici su zatim usporedili rezultate s rastućim bijelim patuljcima, ostacima zvijezda poput našeg Sunca te otkrili da vrijedi isti odnos vremenske skale i mase iako su bijeli patuljci milijun do milijardu puta manji od supermasivnih crnih rupa.
Treperenje svjetla slučajne su fluktuacije u procesu hranjenja crne rupe, rekli su istraživači. Astronomi mogu kvantificirati ovaj uzorak treperenja mjerenjem snage varijabilnosti u ovisnosti s vremenskim okvirima. Za supermasivne crne rupe, uzorak varijabilnosti mijenja se od kratkih vremenskih raspona do dugih vremenskih okvira.
Treperenje je zajedničko supermasivnim crnim rupama i bijelim patuljcima
“Ovi rezultati ukazuju na to da su procesi koji pokreću treperenje tijekom rasta univerzalni, bilo da je središnji objekt supermasivna crna rupa ili mnogo lakši bijeli patuljak”, rekao je Shen.
“Čvrsto uspostavljanje veze između promatranog svjetlucanja i ‘ishrane’ zasigurno će nam pomoći da bolje razumijemo procese akrecije”, rekao je Yan-Fei Jiang, istraživač na Institutu Flatiron i koautor studije.
Astrofizičke crne rupe dolaze u širokom spektru mase i veličine. Između populacije crnih rupa zvjezdane mase, koje su nekoliko desetaka puta veće mase od Sunca, i supermasivnih crnih rupa, postoji populacija crnih rupa koje se zovu crne rupe srednje mase, a njihova je težina oko 100 do 100 000 puta veća od mase Sunca.
Znanstvenici su pretpostavljali da su crne rupe srednje veličine formirane u velikom broju još od nastanka svemira. One su mogle dati sjeme za daljnji razvoj supermasivnih crnih rupa. Međutim, opservacije ukazuju na to da je populacija srednje velikih crnih rupa iznenađujuće malena. Postoji samo jedna nepobitno dokazana srednja crna rupa koji ima masu otprilike oko 150 puta veću od Sunca. No, ona je slučajno otkrivena zbog zračenja gravitacijskog vala tijekom srastanja dvije manjih crnih rupa.
Misteriozna populacija crnih rupa
“Sada kada postoji korelacija između treperenja i mase središnjeg objekta, možemo ju upotrijebiti za predviđanje signala treperenja iz srednje velikih crnih rupa”, rekao je Burke.
Astronomi diljem svijeta čekaju službeni početak ere istraživanja koja prate dinamično i promjenjivo nebo. Opservatorij Vera C. Rubin u čileanskom “Legacy Survey of Space and Time”, istraživat će nebo u narednim desetljećima te prikupljati podatke o treperenju svjetla na milijardama objekata, počevši od kraja 2023. godine.
“Rudarenje podataka sa LSST-a radi traženja obrazaca treperenja koji su u skladu s rastućim srednjim crnim rupama, potencijalno bi moglo dovesti do otkrića i potpunog razumjevanja ove tajanstvene populacije crnih rupa”, rekao je koautor studije Xin Liu, profesor astronomije na Sveučilištu U. od I.
https://kozmos.hr/astronomi-uocili-svjetlo-iza-supermasivne-crne-rupe/
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
