Kakvo je zapravo okruženje oko crne rupe? Astronomi dobivaju bolju ideju promatrajući svjetlost koja dolazi iz akrecijskog diska koji okružuje crne rupe. Svjetlost nije konstantna - ona bljesne i blještava - a to treperenje pruža nove i iznenađujuće uvide u ogromnu količinu energije koja proizlazi iz crnih rupa. Kartirajući koliko se razlike u vidljivoj svjetlosti podudaraju s onima na rendgenu u vrlo kratkom vremenskom razmaku, astronomi su pokazali da magnetska polja moraju igrati ključnu ulogu u načinu na koji crne rupe gutaju materiju.
"Brzo treperenje svjetlosti iz crne rupe najčešće se primjećuje na rendgenskim valnim duljinama", kaže Poshak Gandhi, koji je predvodio međunarodni tim koji izvještava o tim rezultatima. "Ova nova studija jedna je od pregršt do sada istražujući brze varijacije vidljive svjetlosti i, najvažnije, kako se te fluktuacije odnose na one na rendgenu."
Promatranja su pratila treperenje crnih rupa istovremeno koristeći dva različita instrumenta, jedan na zemlji i jedan u svemiru. Podaci X-zraka snimljeni su korištenjem NASA-inog satelita Rossi X-ray Timing Explorer. Vidljivo svjetlo prikupljeno je kamerom ULTRACAM velike brzine, gostujućim instrumentom na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu (VLT), koji bilježi do 20 slika u sekundi. ULTRACAM su razvili članovi tima Vik Dhillon i Tom Marsh. "Ovo su jedno od najbržih opažanja crne rupe ikad dobivene velikim optičkim teleskopom", kaže Dhillon.
Na svoje iznenađenje, astronomi su otkrili da su fluktuacije svjetlosti u vidljivoj svjetlosti još brže od onih koje se vide na X-zracima. Nadalje, nađeno je da varijacije vidljive svjetlosti i rendgenskih zraka nisu istodobne, već da slijede ponovljeni i izvanredan uzorak: neposredno prije nego što se rendgenski valovi vidljivo svjetlo zatamni, a zatim se obruši na jaki bljesak za maleni djelić sekunde prije nego što se opet brzo smanjuje.
Pogledajte film o fluktuacijama.
Ništa od ovog zračenja ne izlazi izravno iz crne rupe, već iz intenzivnih protoka energije električno nabijene materije u njenoj blizini. Okoliš crne rupe neprestano mijenjaju suparničke sile poput gravitacije, magnetizma i eksplozivnog pritiska. Kao rezultat toga, svjetlost koju emitiraju vrući tokovi materije variraju u svjetlini na zbrkan i nesretan način. "Ali obrazac pronađen u ovoj novoj studiji posjeduje stabilnu strukturu koja se ističe usred inače haotične varijabilnosti i na taj način može dati vitalne tragove o dominantnim temeljnim fizičkim procesima na djelu", kaže član tima Andy Fabian.
Emisija vidljive svjetlosti iz susjedstva crnih rupa široko se smatra da je sekundarni učinak, pri čemu će primarni ispust rendgenskih zraka osvjetljavati okolni plin koji je nakon toga zasjao u vidljivom rasponu. No, da je to tako, sve varijacije vidljive svjetlosti zaostajat će za varijabilnošću rendgenskih zraka i bile bi mnogo sporije da dosegnu vrhunac i nestanu. "Otkriveno brzo svjetlo vidljive svjetlosti odmah isključuje ovaj scenarij za oba proučena sustava", tvrdi Gandhi. "Umjesto toga, varijacije u rendgenu i izlazu vidljive svjetlosti moraju imati neko uobičajeno podrijetlo i vrlo blizu crne rupe."
Jaka magnetska polja predstavljaju najboljeg kandidata za dominantni fizički proces. Djelujući kao rezervoar, mogu upiti oslobođenu energiju blizu crne rupe, čuvajući je tako dok se ne može ispustiti bilo kao vruća (višemilijunska) plazma koja emitira rendgenski zrak ili kao tokovi nabijenih čestica koje putuju blizu brzina svjetlosti. Podjela energije u ove dvije komponente može rezultirati karakterističnim uzorkom rendgenskih zraka i varijabilnosti vidljive svjetlosti.
Radovi u ovom istraživanju: Ovdje i ovdje
Izvor: ESO
