โฮเมอร์ซิมป์สันคงจะเศร้า: การสำรวจระบบดาวคู่ของหลุมดำเมื่อเร็ว ๆ นี้และดาวข้างเคียงได้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มดิสก์ดิสก์รูปโดนัทรอบหลุมดำ 'โดนัท' ที่หดตัวนี้มีให้เห็นในการสังเกตระบบเลขฐานสอง GX 339-4 ระบบที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์คล้ายกับมวลดวงอาทิตย์และหลุมดำของมวลดวงอาทิตย์สิบดวง
เมื่อหลุมดำดูดก๊าซที่ไหลออกมาจากดาวฤกษ์ที่กำลังโคจรการเปลี่ยนแปลงของการไหลของก๊าซก่อให้เกิดขนาดที่แตกต่างกันในดิสก์สสารที่กองขึ้นรอบ ๆ หลุมดำในรูปแบบพรู เป็นครั้งแรกที่มีการวัดการเปลี่ยนแปลงขนาดของดิสก์นี้โดยแสดงว่าโดนัทมีขนาดเล็กเพียงใด
GX-339-4 อยู่ห่างออกไป 26,000 ปีแสงในกลุ่มดาว Ara ทุกๆ 1.7 วันในระบบดาวฤกษ์จะโคจรรอบหลุมดำที่มีมวลมากกว่านี้ ระบบนี้และอื่น ๆ เช่นนั้นแสดงให้เห็นเปลวไฟเป็นระยะของกิจกรรม X-ray เมื่อก๊าซที่ถูกขโมยจากดาวฤกษ์โดยหลุมดำได้รับความร้อนขึ้นในดิสก์สะสมมวลสารที่สะสมรอบ ๆ หลุมดำ ในช่วงเจ็ดปีที่ผ่านมาระบบนี้มีการปะทุอย่างกระฉับกระเฉงสี่ครั้งในช่วงเจ็ดปีที่ผ่านมาทำให้เป็นระบบดาวคู่หลุมดำ / ดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างเคลื่อนไหว
วัสดุที่ตกลงสู่หลุมก่อตัวเป็นโฟตอนของก๊าซและโฟตอนที่มีพลังงานสูงซึ่งหนึ่งในนั้นชี้ไปในทิศทางของโลก มันเป็นเครื่องบินไอพ่นเหล่านี้ที่ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติทำการสำรวจโดยใช้หอสังเกตการณ์ Suzaku X-ray ซึ่งดำเนินการร่วมกันโดย Japan Aerospace Exploration Agency และ NASA และดาวเทียม X-ray Timing Explorer ของ NASA ผลการสำรวจของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในฉบับวันที่ 10 ธันวาคม จดหมายวารสารทางฟิสิกส์.
แม้ว่าระบบจะสลัวเมื่อพวกเขาทำการวัดด้วยกล้องโทรทรรศน์ แต่มันก็ผลิตลำแสงรังสีเอกซ์อย่างต่อเนื่อง ทีมกำลังมองหาลายเซ็นของเส้นสเปกตรัม X-ray ที่ผลิตโดยการเรืองแสงของอะตอมเหล็กในดิสก์ แรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งของหลุมดำจะเปลี่ยนพลังงานของรังสีเอกซ์ที่เกิดจากเหล็กออกจากเส้นสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะ โดยการวัดเส้นสเปกตรัมเหล่านี้พวกเขาสามารถตรวจสอบด้วยความมั่นใจสูงขนาดของดิสก์ที่หดตัว
นี่คือวิธีที่การหดตัวเกิดขึ้น: ส่วนของดิสก์ที่อยู่ใกล้กับหลุมดำมากขึ้นจะมีความหนาแน่นมากขึ้นเมื่อมีก๊าซจำนวนมากไหลออกมาจากดาวฤกษ์ที่มาพร้อมกับมัน แต่เมื่อการไหลนี้ลดลงส่วนด้านในของดิสก์จะร้อนและระเหย ในช่วงระยะเวลาที่สว่างที่สุดของเอาต์พุตของหลุมดำดิสก์จะถูกคำนวณภายในระยะประมาณ 30 กม. (20 ไมล์) จากขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำในขณะที่ในช่วงระยะเวลาที่ความสว่างต่ำกว่าดิสก์จะถอยกลับมากกว่า 27 เท่าหรือ 1,000 กิโลเมตร (600 ไมล์) จากขอบหลุมดำ
สิ่งนี้มีความหมายสำคัญในการศึกษาว่าหลุมดำก่อตัวเป็นไอพ่นได้อย่างไร แม้ว่าดิสก์สะสมมวลชนจะระเหยออกไปใกล้กับหลุมดำเครื่องบินไอพ่นเหล่านี้จะยังคงอยู่ในระดับคงที่
John Tomsick จากห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์กล่าวในการแถลงข่าวของ NASA ว่า“ นี่ไม่ได้บอกเราว่ารูปแบบไอพ่นเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่มันบอกเราว่าไอพ่นสามารถเปิดตัวได้แม้ว่าจะมีความหนาแน่นสูง การไหลอยู่ไกลจากหลุมดำ ซึ่งหมายความว่าการไหลเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นต่ำเป็นส่วนผสมที่สำคัญที่สุดสำหรับการก่อตัวของเจ็ตที่มั่นคงในระบบหลุมดำ”
อ่านฉบับตัวอักษรของทีมก่อนพิมพ์ หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการเอ็กซเรย์จากดิสก์รอบ ๆ หลุมดำสามารถช่วยกำหนดรูปร่างและการหมุนของพวกเขาให้ตรวจสอบบทความจาก Space Magazine ตั้งแต่ปี 2003 Iron Iron ช่วยตัดสินว่าหลุมดำกำลังหมุนหรือไม่
ที่มา: การแถลงข่าวของนาซา / Suzaku
