Künstlerische Darstellung des internen Akkretionsflusses und eines Strahls aus einem supermassiven Schwarzen Loch während der aktiven Nahrungsaufnahme (z. B. von einem kürzlich explodierten Stern).
Am 11. November 2014 empfing das weltweite Teleskopnetz Signale aus einer Entfernung von 300 Millionen Lichtjahren. Das Ereignis war eine Explosion elektromagnetischer Energie, die auftrat, als ein Schwarzes Loch einen sich nähernden Stern platzte. Die Studie ermöglichte es, mehr darüber zu erfahren, wie Schwarze Löcher Materie absorbieren und das galaktische Wachstum regulieren.
Kürzlich haben Forscher des Massachusetts Institute of Technology und der Johns Hopkins University Funksignale eines Ereignisses identifiziert, das in engem Zusammenhang mit den Röntgenemissionen desselben Ausbruchs vor 13 Tagen steht. Sie glauben, dass diese Funkemissionen (zu 90% röntgenähnlich) nicht zufällig auftreten. Höchstwahrscheinlich haben wir es mit einem riesigen Strahl energiereicher Teilchen zu tun, der aus einem Schwarzen Loch austritt, das Sternmaterial absorbiert.
Modelle zeigen, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Schwarzen Lochs die Kraft des erzeugten Strahls steuert. Wenn das Loch voll ist, ist der Jet stark und umgekehrt. Dies ist ein wichtiger Punkt, da wir zuerst einen Jetstream aufgenommen haben, der von der Kraft eines supermassiven Schwarzen Lochs gesteuert wird.
Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Jets von Schwarzen Löchern durch die Akkretionsrate befeuert werden, aber niemand konnte diesen Zusammenhang bei einem einzelnen Ereignis beobachten. Dies ist nur möglich, wenn das Schwarze Loch ruhig ist und ein Stern daneben erscheint, der eine große Menge Kraftstoff abgibt und die Aktivierung auslöst.
Diskussion
Basierend auf theoretischen Modellen der Entwicklung von Schwarzen Löchern und Beobachtungen ferner Galaxien verstehen die Forscher, was während eines Ereignisses der Gezeitenzerstörung passiert: Nähert sich ein Stern einem Schwarzen Loch, erzeugt dessen Gravitationskraft Gezeitenkräfte.
Die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs ist jedoch so stark, dass es einen Stern zerstören kann, indem es gedehnt und abgeflacht wird. Infolgedessen verwandelt sich der Stern von Trümmern, die auf die Akkretionsscheibe fallen, in Regen.
Dieser gesamte Prozess erzeugt kolossale Energiestöße entlang des EM-Spektrums, die im optischen, UV- und Röntgenpol beobachtet werden können. Die Röntgenquelle wird in den innersten Bereichen der Akkretionsscheibe als ultrakaltes Material angesehen. Optische und UV-Strahlen treten von dem Material auf, das sich auf der Scheibe befindet und in ein Schwarzes Loch gezogen wird.
Die Forscher wussten, dass Radiowellen aus extrem energiereichen Elektronen erzeugt werden. Aber die Kontroverse ging weiter darüber, woher diese Arten von Elektronen kommen. Einige glauben, dass sich die Schockwelle nach der Sternexplosion nach außen ausbreitet und Plasmapartikel in der Umgebung aktiviert. In diesem Szenario unterscheidet sich das Bild der ausgesendeten Funkwellen grundlegend von den Röntgenstrahlen. Es stellt sich heraus, dass der Fund dem Paradigma widerspricht.
Das Bewegungsmuster
Die Wissenschaftler untersuchten den Ausbruch von 2014, der vom ASASSN-Teleskopnetzwerk aufgezeichnet wurde. Die Veranstaltung hieß ASASSN-14li und überwachte 180 Tage lang die Funkdaten. Es gelang ihnen, eine deutliche Ähnlichkeit mit den Mustern zu finden, die zuvor in den Röntgeninformationen desselben Ereignisses beobachtet wurden. Darüber hinaus erreichte die Ähnlichkeit 90%. Die gleichen Schwankungen im Röntgenspektrum traten nach 13 Tagen im Radioband auf. Es wird angenommen, dass die einzige Bindungsmethode der physikalische Prozess ist. Die Analyse ergab auch, dass die Größe der Röntgenstrahlung emittierenden Fläche 25-mal größer ist als die der Sonne, und dass die Funkstrahlung 400.000-mal größer ist als der Sonnenradius. Eine solche Diskrepanz weist auf einen ursächlichen Zusammenhang zwischen einem kleinen Gebiet mit Röntgenstrahlen und einem großen Gebiet mit Radiowellen hin.
Das Team geht davon aus, dass die Radiowellen von einem Strahl energiereicher Partikel erzeugt wurden, der kurz nach der Aktivierung der Absorption des Sternmaterials aus dem Schwarzen Loch zu fließen begann. Aufgrund der Dichte des Jetbereichs werden die meisten Radiowellen sofort von anderen Elektronen absorbiert.
Erst als sich die Elektronen stromabwärts vom Jet bewegten, nahmen die Forscher dieses Signal auf. Infolgedessen stellt sich heraus, dass die Strahlkraft durch die Akkretionsrate (die Geschwindigkeit, mit der das Schwarze Loch Sterntrümmer aufnimmt) gesteuert werden muss.
Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die Physik des Verhaltens der Jets besser zu verstehen, was sich auf das Verständnis der galaktischen Evolution auswirkt.
