Găurile negre nu sunt vii, dar se dovedește că pot avea bătăi ale inimii – dacă consumă cantități enorme de gaz. Și noi cercetări au descoperit exact cum funcționează bătăile inimii.
Când gauri negre există într-un sistem binar – împărtășind o orbită cu o altă stea – pot extrage gaz de la un însoțitor stelar. Când se întâmplă acest lucru, gazul se comprimă și se încălzește până la temperaturi incredibil de ridicate, emițând cantități mari de radiații cu raze X în acest proces. Prin acest proces, astronomii au identificat pentru prima dată găurile negre cu faimosul caz de Cygnus X-1una dintre cele mai strălucitoare surse de raze X de pe cerul nostru.
În mijlocul acestei frenezii de hrănire, care poate dura mii până la milioane de ani, poate exista ocazional o izbucnire extraordinară. Aceasta este o erupție bruscă de raze X cauzate de consumul rapid al unei cantităţi enorme de material deodată.
Astronomii au studiat multe astfel de erupții de-a lungul anilor, dar observațiile detaliate ale acestor erupții au dezvăluit uneori un comportament ciudat. În plus față de erupția generală, există un pic de variabilitate, un puls regulat de activitate încorporat în evenimentul de erupție. Astronomii numesc aceste impulsuri pulsații, deoarece comportamentul lor seamănă cu cel al unui semnal EKG al bătăilor inimii umane cu o creștere lentă, o scădere rapidă și apoi o revenire la normal.
Înrudit: Care este cea mai mare gaură neagră din univers?
O echipă de astronomi de la Laboratorul cheie de astrofizică a particulelor de la Academia Chineză de Științe din Beijing a studiat cea mai recentă erupție a bătăilor inimii și a descris procesul care l-ar putea alimenta într-o lucrare. publicat în baza de date preprint arXiv. Ei și-au trimis lucrările spre publicare în The Astrophysical Journal.
Ecranul pe care l-au studiat provine de la IGR J17091-3624, o gaură neagră situată la 28.000 de ani lumină de Pământ. Folosind date de raze X luate cu Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) și Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) în 2022, echipa a găsit dovezi clare ale unui semnal asemănător bătăilor inimii în erupție. Studiind proprietățile detaliate ale bătăilor inimii, ei au ajuns la concluzia că aceste tipuri de impulsuri se datorează interacțiunilor și instabilităților din materialul din jurul găurii negre.
Pe măsură ce materialul cade într-o gaură neagră, nu numai că se comprimă, dar formează un disc subțire, care se rotește rapid. Marginea interioară a acestui disc se înclină în jos spre orizontul de evenimente al găurii negre, în timp ce restul discului strălucește în radiații de raze X. Acest lucru creează o situație extrem de instabilă, deoarece radiația de pe disc concurează cu atracția gravitațională a găurii negre.
Pentru a declanșa bătăile inimii, discul se fragmentează temporar, pierzându-și coeziunea și trimițând o grămadă mare de material în jos spre gaura neagră. Aceasta eliberează o cantitate enormă de radiații, care începe pulsul bătăilor inimii. Radiația încălzește apoi gazul, ceea ce îl împiedică temporar să cadă în interior. Apoi gazul se stabilește înainte ca procesul să se repete, creând scena pentru o nouă bătăi inimii.
Aceste semnale de bătăi ale inimii sunt incredibil de rare – doar două găuri negre dintre sutele cunoscute au arătat acest lucru – dar cercetătorii speră să studieze mai multe, deoarece oferă informații valoroase asupra relațiilor dintre găurile negre și mediul lor.