Orbita lor îi duce periodic printr-un nor de gaz, declanșând erupții.
Ce se întâmplă când un nor gargantuan de gaz înghite o pereche de găuri negre monstru cu propriile apetite? Sărbătoarea cu gaz poate provoca unele funcții corporale ciudate (cerești).
AT 2021hdr este un sistem binar de gaură neagră supermasivă (BSMBH) în centrul unui galaxie La 1 miliard de ani lumină distanță, în constelația Cygnus. În 2021, cercetătorii care l-au observat utilizând facilitatea tranzitorie Zwicky a NASA au văzut izbucniri ciudate care au fost semnalate de echipa ALerCE (Învățare automată pentru clasificarea rapidă a evenimentelor).
Acest nucleu galactic activ (AGN) a aprins atât de puternic încât AT 2021hdr a fost aproape confundat cu o supernova. Erupțiile repetate au exclus curând acest lucru. Când cercetătorii s-au întrebat dacă s-ar putea uita la un eveniment de perturbare a mareelor - o stea fărâmiță de găurile negre – ceva încă nu avea sens. Ei au comparat apoi observațiile făcute în 2022 folosind Observatorul Swift Neil Gehrels de la NASA cu simulările despre altceva pe care l-au bănuit: o întrerupere a mareelor a unui nor de gaz de către găuri negre supermasive binare. Se părea că găsiseră cel mai probabil răspunsul.
„Variațiile în AT 2021hdr nu pot fi explicate cu ușurință prin niciunul dintre mecanismele asociate de obicei cu SMBH”, a spus echipa într-un studiu publicat recent în Astronomy and Astrophysics. „Cu toate acestea, constatăm că comportamentul AT 2021hdr se potrivește în linii mari cu modelele de perturbare și acumulare a unui nor de gaz de către un BSMBH.”
Simptome neobișnuite
Ce a făcut din AT 2021hdr o potrivire proastă pentru unele dintre fenomenele pe care sa crezut inițial că ar fi? Ca și alte găuri negre supermasive din nucleele galactice active, ambele găuri negre din acest sistem au discuri de acreție de material care se învârte în spirală în interior pe măsură ce este atras de gravitația lor puternică. Discul de acreție strălucește pe măsură ce frecarea și coliziunile încetinesc materialul suficient pentru a fi devorat de gaura neagră.
Dar AT 20221hdr nu doar strălucește. Se aprinde la fiecare 60 până la 90 de zile.
Primul lucru pe care cercetătorii trebuiau să-l afle a fost dacă aceste erupții au fost doar variații ale comportamentului AGN. Intensitatea luminii unui AGN poate fluctua în timp ca urmare a modificărilor proceselor care au loc aproape de o gaură neagră supermasivă sau, în acest caz, de o gaură neagră supermasivă. Erupțiile AT 2021hdr nu au fost suficient de intense pentru a indica prezența jeturilor, ceea ce a eliminat o potențială sursă de variabilitate.
Deoarece echipa a observat creșteri bruște ale razelor X, ei știau că sistemul ardea. Dar în cazurile de erupții aleatorii AGN cunoscute sub numele de erupții cvasi-periodice sau QPE, există perioade de repaus sau inactivitate. Nu a fost observată nicio liniște în AT 2021hdr, iar erupțiile sale au fost vizibile în UV și lumină optică, în plus față de partea de raze X a spectrului.
Întreruperea mareelor a unei stele a fost, de asemenea, sugerată ca o cauză a comportamentului de aprindere în AT 2021hdr. Evenimentele de perturbare a mareelor (TDE) au loc atunci când o stea nefericită trece suficient de aproape de o gaură neagră pentru a fi mărunțită de gravitația găurii negre. Majoritatea TDE-urilor nu se aprinde, dar unul a fost observat recent arzand regulat. S-ar putea aplica și aici?
Trebuie să fie gaz
Problema cu ipoteza stelei este că stelele nu sunt nici pe departe la fel de mari ca orice a fost consumat de acest sistem. Puterea fulgerelor părea să implice că orice mâncau găurile negre era mult mai mare. După ce au exclus mai multe fenomene drept cauza din spatele erupțiilor lui AT 2021hdr, cercetătorii au ajuns la posibilitatea care se potrivește cu observațiile lor.
„Pe lângă stele, norii de gaz pot fi perturbați și de SMBH și binarele lor”, au spus ei în același timp. studiu. „Diferența cheie este că norii pot fi comparabili sau chiar mai mari decât separarea binară, spre deosebire de stelele, care sunt întotdeauna mult mai mici. „
Privind rezultatele a studiu anterior care a modelat numeric acest tip de situație sugera și un nor de gaz. La fel ca binarul ipotetic al unei găuri negre supermasive din model, AT 2021hdr ar acumula cantități mari de material de fiecare dată când găurile negre se aflau la jumătatea orbitării reciproce și trebuiau să traverseze norul pentru a finaliza orbita — gravitația lor rupe o parte din nor. , care ajunge în discurile lor de acreție, de fiecare dată când îl traversează. Acum se crede că aceștia absorb oriunde între trei și 30% din nor la fiecare câteva cicluri. Dintr-un nor atât de mare, e mult gaz.
Se preconizează că găurile negre supermasive din AT 2021hdr se vor ciocni una în cealaltă și se vor fuziona în alți 70.000 de ani. De asemenea, fac parte dintr-o altă fuziune, în care galaxia lor gazdă fuzionează treptat cu o galaxie din apropiere, care a fost descoperită pentru prima dată de aceeași echipă (acest lucru nu are niciun efect asupra perturbării mareelor BSMBH a norului de gaz).
Modul în care se dezvoltă comportamentul AT 2021hdr ar putea să ne spună mai multe despre natura sa și să susțină sau să infirme ideea că mănâncă un nor gazos în loc de o stea sau altceva. Deocamdată, se pare că aceste găuri negre nu primesc doar gaz din ceea ce mănâncă, ci mănâncă gazul în sine.
Astronomie și astrofizică, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202451305
Elizabeth Rayne este o creatură care scrie. Lucrările ei au apărut pe SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek și Forbidden Futures. Ea pândește chiar în afara orașului New York cu papagalul ei, Lestat. Când nu scrie, ea fie își schimbă formele, desenează sau face cosplay ca un personaj despre care nimeni nu a auzit vreodată. Urmărește-o pe Threads și Instagram @quothravenrayne.
Comentarii recente