אסטרונומים עדים לחור שחור סופר מסיבי שיורה סילונים ב-99% ממהירות האור

תפיסה של אמן לגבי סילוני חור שחור סופר מסיבי. אַשׁרַאי: (נאס'א/דנה ברי/SkyWorks Digital)

המפורסם חור שחור בליבה של גלקסיית M87 פולטים סילוני חומר שנעים במהירות קרובה למהירות האור.

החור השחור בליבה של גלקסיית מסייר 87 נושא את השם M87*, ואסטרונומים צופים בו במשך זמן רב. בשנה שעברה, טלסקופ אופק האירועים צילם תמונה של M87*, התמונה הראשונה אי פעם של חור שחור. התמונה הזו רק הוסיפה לתהילה של M87*.

(שיתוף פעולה טלסקופ אופק אירועים)



M87 ידוע גם בתור בתולה A או NGC 4486. זה א גלקסיה אליפטית ענקית בקבוצת הכוכבים בתולה, במרחק של כ-53 מיליון שנות אור מאיתנו. M87 משתרע על פני כ-240,000 שנות אור, קצת יותר משביל החלב.

הוא מוקף ב-12,000 צבירי כוכבים כדוריים מדהימים, בהשוואה ל-200 הזעומים של שביל החלב. כמו מכשירי אליפטי אחרים, מדענים חושבים ש-M87 גדל כל כך מסיבי באמצעות מיזוגים.

M87* (כוכב M87) הוא חור שחור סופר מסיבי (SMBH) במרכזו של M87 עם אחת המסות הגבוהות ביותר של כל SMBH. היא מסיבית פי 6.5 מיליארד יותר מהשמש. M87* נמצא במרחק של 55 מיליון שנות אור והוא פולט סילון חומר רלטיביסטי הנמתח כ-5,000 שנות אור לחלל.

לפני שנים, האבל תפס תמונה מורכבת ידועה של הסילון באור הנראה והאינפרא אדום כאחד.

סילון באורך 5000 שנות אור שנפלט מ-M87. (נאס'א/צוות מורשת האבל/STScI/AURA)

אסטרונומים צופים בסילון החומר של M87* במשך שנים באורכי גל שונים: רדיו, אופטי וקרני רנטגן. כעת, לראשונה, תצפיות בקרני רנטגן של צ'נדרה מראות שחלקים מהסילון הזה נעים במהירות של יותר מ-99% ממהירות האור.

'זו הפעם הראשונה שתועדו מהירויות קיצוניות כאלה על ידי סילון של חור שחור באמצעות נתוני רנטגן', אמר ראלף קראפט מהמרכז לאסטרופיזיקה | הרווארד וסמית'סוניאן (CfA) בקיימברידג', ב ידיעה לתקשורת . 'היינו צריכים את ראיית הרנטגן החדה של צ'נדרה כדי לבצע את המדידות האלה.'

קראפט הציג לאחרונה את התוצאות החדשות הללו במפגש של האגודה האסטרונומית האמריקאית בהונולולו, הוואי. התוצאות מתפרסמות גם במאמר שכותרתו ' זיהוי של תנועה על-לומינלית בסילון רנטגן של M87 ' בתוך ה כתב עת אסטרופיזי .

מה גורם לסילונים?

חור שחור כמו M87* שואב אליו חומר במרכז הגלקסיה. כשהחומר מתקרב, הוא מתחיל להסתובב סביב החור השחור במבנה שנקרא an דיסק צבירה . אבל החומר הזה לא נידון להישאב לתוך החור.

רק כמות קטנה ממנו נופלת פנימה, בעוד שחלקה נפלטת חזרה לחלל. החומר שנפלט לובש צורה של סילון, או אלומה, העוקבת אחרי קווי שדה מגנטי. הסילונים האלה אינם חלקים וחסרי תכונה: הם כוללים גושים או קשרים שמצפי כוכבים כמו הצ'נדרה יכולים לראות.

שניים מאותם קשרים מעניינים במיוחד אסטרונומים. הם השתמשו בתמונות לאורך השנים כדי לעקוב אחר התנועה של הקשרים האלה. הם נמצאים במרחק של כ-900 ו-2,500 שנות אור מה-SMBH, בהתאמה.

נתוני רנטגן ממצפה צ'נדרה מראים שהקשרים נעים במהירויות בלתי נתפסות: פי 6.3 ממהירות האור עבור הקשר הקרוב למרכז, ופי 2.4 ממהירות האור עבור השני.

לַחֲכוֹת. שום דבר לא נוסע מהר יותר ממהירות האור

אבל זה בלתי אפשרי. שום דבר לא נוסע מהר יותר ממהירות האור. זה, כמובן, נכון, אז חייב להיות משהו אחר שקורה כאן.

שמשהו אחר נקרא ' תנועה על-לומינלית '.

'אחד מחוקי הפיזיקה הבלתי ניתנים לשבירה הוא ששום דבר לא יכול לנוע מהר יותר ממהירות האור', אמר מחבר המחקר בראד סניוס, גם הוא מה-CfA. 'לא שברנו את הפיזיקה, אבל מצאנו דוגמה לתופעה מדהימה שנקראת תנועה על-לומינלית'.

תנועה על-לומינלית כוללת את מהירות האובייקט, ואת דרכו ביחס לקו הראייה שלנו. כאשר חפץ, במקרה זה סילון החומר, נע קרוב למהירות האור וקרוב לקו הראייה שלנו, הוא יוצר אשליה הנקראת תנועה על-לומינלית.

הסיבה לכך היא שסילון החומר עצמו נוסע במהירות כמעט כמו האור שהוא מייצר. מכיוון שהמטוס של M87* מכוון כמעט בדיוק אלינו, הוא מייצר את המהירויות הבלתי אפשריות הללו לכאורה.

(נאס'א/ויקימדיה)

אסטרונומים ראו את הסילונים האלה נעים במהירויות האלה בעבר, אך מעולם לא באור רנטגן. זה אומר שהם מעולם לא היו בטוחים שמדובר בגושים של החומר עצמם הנעים ב-99 אחוז ממהירות האור. זה יכול היה להיות גלי הלם ולא הגושים.

הסילון מ-M87* נע בתבנית ספירלית סביב שדה מגנטי, וזה עזר להבהיר את מהירות הסילונים. בתצפיות בקרני רנטגן, הצוות שמאחורי המחקר ראה שהתכונה עם המהירות הנצפית הגבוהה ביותר - פי 6.3 ממהירות האור - דעכה ביותר מ-70 אחוזים בין 2012 ל-2017.

הדהייה התרחשה רק בקרני רנטגן, לא באופטיות וב-UV, וסביר להניח שהחלקיקים מאבדים אנרגיה עם הזמן כשהם מסתחררים סביב השדה המגנטי.

תופעה זו נקראת קירור סינכרוטרון. המשמעות היא שהאסטרונומים ראו קרני רנטגן מאותם חלקיקים בזמנים שונים, כלומר מה שהם צופים לא יכול להיות גל, וצריך להיות החלקיקים בסילון עצמם.

'העבודה שלנו נותנת את העדויות החזקות ביותר עד כה לכך שחלקיקים במטוס הסילון של M87* למעשה נעים קרוב למהירות המותרת הקוסמית', אמר סנוס.

הצ'נדרה, ה-EHT וה-M87*

נתוני צ'נדרה וטלסקופ אופק האירועים משלימים זה את זה בצורה יפה בכל הנוגע ללימוד M87*. כאשר ה-EHT צילם את טבעת אופק האירועים סביב החור השחור, זו הייתה תמונת מצב של שישה ימים.

אבל המחקר של צ'נדרה של הסילון מסתכל על חומר שנפלט מ-M87* מאות ואפילו אלפי שנים קודם לכן.

תמונת ה-EHT גם קטנה פי 100 מיליון מהסילון שצ'נדרה צילמה.

'זה כאילו טלסקופ אופק האירועים נותן מבט מקרוב על משגר רקטות', אמר פול נולסן מטעם ה-CfA, מחבר נוסף של המחקר, 'וצ'נדרה מראה לנו את הרקטות בטיסה.'

מאמר זה פורסם במקור על ידי היקום היום . קרא את ה מאמר מקורי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.