Astronomowie badający intymne szczegóły życia pozornie cichych czarnych dziur odkryli, że w rzeczywistości są one dynamicznymi, pełnymi życia miejscami, rozjaśnianymi przez błyski na krótko oświetlające gazowe dyski wokół tych obiektów.

Ich obserwacje pomagają ustalić, gdzie dokładnie generowane jest promieniowanie rentgenowskie w gazie rozgrzanym do ekstremalnie wysokich temperatur, krążącym i powoli opadającym na czarną dziurę pod wpływem jej potężnej grawitacji.

Na spotkaniu astronomów w Bristolu dr Robert Hynes z Uniwersytetu Southampton opowiedział o szczegółach obserwacji błysków trwających kilka godzin, które zostały zaobserwowane przez Teleskop imienia Williama Herschel’a, zainstalowany na wyspie La Palma, oraz o obserwacjach teleskopu Gemini South w Chile rejestrującego najkrótsze (trwające kilka minut lub mniej) błyski, jakie kiedykolwiek zaobserwowano od spokojnych czarnych dziur.

Najlepszy dowód na istnienie czarnych dziur w Drodze Mlecznej pochodzi od promieniowania X układów podwójnych, w których czarna dziura lub gwiazda neutronowa “karmiona” jest gazem spływającym z towarzyszącej jej gwiazdy. Gaz staje się tak gorący, że zaczyna wysyłać promieniowanie rentgenowskie. Niektóre z tych układów podwójnych mają “ciche” stany, w których strumień promieniowania X jest ponad milion razy słabszy niż normalnie.

Uważa się, że w takich okresach mniejsza ilość gazu opada na czarną dziurę. Jednak ciche układy z czarną dziurą są wtedy słabsze nawet od układów z gwiazdą neutronową. Być może energia znika wtedy za horyzontem czarnej dziury – miejscem, zza którego nie może się już wydostać żadna jej forma. Aby być pewnym, że ta teoria jest prawdziwa, astronomowie muszą się dowiedzieć więcej o tym, w jaki sposób w tych cichych okresach następuje przepływ gazu na czarną dziurę.

Aby to zbadać, Robert Hynes (we współpracy z profesorem Phil’em Charles’em (również z Southampton), dr Carole Haswell z Open University, Cristiną Zurita oraz dr Jorge Casares z Kanaryjskiego Instytutu Astrofizycznego na Teneryfie) użył Teleskopu im. Williama Herschela do obserwacji światła widzialnego z gazowego dysku otaczającego układ podwójny z czarną dziurą oznaczony jako V404 Cygni (w konstelacji Łabędzia).

Promieniowanie docierające od dysku zmienia się bardzo znacznie – w czasie błysków trwających kilka godzin, gaz wszędzie wokół czarnej dziury jest rozświetlony, głównie przez padające na niego promieniowanie X. “Musimy jeszcze jednocześnie zaobserwować błyski w świetle widzialnym i promieniowaniu rentgenowskim” – powiedział dr Hynes. – “Jeśli jednak to wytłumaczenie dla pojawiających się błysków optycznych jest poprawne, będziemy mogli dokładniej ustalić skąd przychodzi promieniowanie X“.

W ostatnich obserwacjach, przeprowadzonych przy użyciu Gemini South Telescope, grupa uczonych znalazła jeszcze szybsze zmiany. Zauważyli oni rozjaśnienie układu o 25 procent, które zaszło w ciągu zaledwie minuty. “To najszybsze zmiany tych słabych, cichych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek zaobserwowano” – powiedział dr Hynes. “To nie są uśpione obiekty jak dotąd sądziliśmy, muszą tam zachodzić bardzo dramatyczne i gwałtowne procesy związane z opadaniem gazu na czarną dziurę“.

Autor

Michał Matraszek