Homer Simpson sẽ rất buồn: những quan sát gần đây về hệ thống nhị phân của lỗ đen và ngôi sao đồng hành của nó đã cho thấy sự rút lui của đĩa bồi tụ hình bánh rán xung quanh lỗ đen. Sự thu hẹp này đã được nhìn thấy trong các quan sát hệ thống nhị phân GX 339-4, một hệ thống gồm một ngôi sao có khối lượng tương tự Mặt trời và một lỗ đen gồm mười khối lượng mặt trời.
Khi lỗ đen hút khí chảy ra từ ngôi sao quỹ đạo, sự thay đổi dòng chảy của khí tạo ra một kích thước khác nhau trong đĩa vật chất chồng chất xung quanh lỗ đen theo hình xuyến. Lần đầu tiên, những thay đổi về kích thước của đĩa này đã được đo lường, cho thấy chiếc bánh rán nhỏ hơn bao nhiêu.
GX-339-4 nằm cách chòm sao Ara 26.000 năm ánh sáng. Cứ sau 1,7 ngày trong hệ thống, một ngôi sao quay quanh lỗ đen lớn hơn. Hệ thống này và các hệ thống khác giống như nó cho thấy các hoạt động tia X định kỳ khi khí bị đánh cắp từ ngôi sao bởi lỗ đen được đốt nóng trong đĩa bồi tụ chất đống xung quanh lỗ đen. Trong bảy năm qua, hệ thống này đã có bốn lần bùng nổ mạnh mẽ trong bảy năm qua, khiến nó trở thành một hệ thống nhị phân lỗ đen / sao khá tích cực.
Vật chất rơi vào lỗ tạo thành các tia gồm các photon và khí có năng lượng cao, một trong số đó được chỉ theo hướng Trái đất. Đó là những máy bay phản lực mà một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã quan sát bằng cách sử dụng đài quan sát tia X Suzaku, được điều hành bởi Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản và NASA, và vệ tinh thám hiểm tia X của NASA. Kết quả quan sát của họ đã được công bố trong số ra ngày 10 tháng 12 năm Tạp chí Vật lý thiên văn.
Mặc dù hệ thống mờ nhạt khi họ thực hiện các phép đo của mình bằng kính viễn vọng, nhưng nó đang tạo ra các tia X ổn định. Nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm chữ ký của các vạch quang phổ tia X được tạo ra bởi sự phát huỳnh quang của các nguyên tử sắt trong đĩa. Lực hấp dẫn mạnh mẽ của lỗ đen làm dịch chuyển năng lượng của tia X do sắt tạo ra, để lại một vạch quang phổ đặc trưng. Bằng cách đo các vạch quang phổ này, họ có thể xác định được độ tin cậy khá cao kích thước của đĩa thu nhỏ.
Ở đây, cách thức thu nhỏ xảy ra: phần của đĩa gần lỗ đen sẽ đặc hơn khi có nhiều khí thoát ra từ ngôi sao đi kèm với nó. Nhưng khi dòng chảy này giảm, phần bên trong của đĩa nóng lên và bốc hơi. Trong những giai đoạn sáng nhất của sản lượng của lỗ đen, các đĩa đã được tính toán là trong vòng khoảng 30 km (20 dặm) của chân trời sự kiện của lỗ đen, trong khi trong giai đoạn thấp hơn độ sáng các tĩnh tâm đĩa để lớn hơn 27 lần hơn nữa, hoặc đến 1.000 km (600 dặm) từ mép của lỗ đen.
Điều này có một ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu về cách các lỗ đen hình thành các tia nước của chúng; mặc dù đĩa bồi tụ bay hơi gần lỗ đen, các máy bay phản lực này vẫn ở mức đầu ra ổn định.
John Tomsick thuộc Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ tại Đại học California, Berkeley cho biết trong một thông cáo báo chí của NASA, Điều này không cho chúng ta biết máy bay hình thành như thế nào, nhưng nó cho chúng ta biết rằng máy bay phản lực có thể được phóng ngay cả khi sự bồi tụ mật độ cao dòng chảy xa lỗ đen. Điều này có nghĩa là dòng chảy bồi tụ mật độ thấp là thành phần thiết yếu nhất để hình thành một máy bay phản lực ổn định trong hệ thống lỗ đen.
Đọc phiên bản in sẵn của thư Đội. Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về cách tia X từ các đĩa xung quanh lỗ đen có thể giúp xác định hình dạng và độ xoáy của chúng, hãy xem bài viết từ Tạp chí Vũ trụ từ năm 2003, Iron có thể giúp Xác định xem Lỗ đen có quay không.
Nguồn: Thông cáo báo chí của NASA / Suzaku
