Sorte huller i stjernemasse, mellem 7 og 25 gange solens masse, kaldes ”mikro-kvasarer”, når de gyder kraftige jetfly af partikler og stråling, miniature-versioner af dem, der ses i kvasarer. Sorte huller i stjernemasse er i den lille ende af skalaen overfor supermassive sorte huller, inklusive dem i kvasarer, som vejer millioner til milliarder gange solens masse.
Mikro-kvasars jetfly kan være en del af et hemmeligt våben til at bevare deres petite tal ifølge ny forskning.
NASAs Chandra røntgenobservatorium observerede først samspillet på en berømt mikro-kvasar omkring 40.000 lysår væk i stjernebilledet Aquila. Dette system, GRS 1915 + 105 (GRS 1915 for kort), indeholder et sort hul omkring 14 gange solens masse, der materer materiale fra en nærliggende ledsagerstjerne. Når materialet hvirvler mod det sorte hul, dannes en akkretionsskive.
To Harvard-astronomer afslører et nyligt opdaget trækkamp mellem jetflyene og varme vinde fra materialet, der spiraler mod det sorte hul i det, der kaldes en "akkretionsskive." Både jetflyene og den varme vind udsætter stof fra strømmen, der ellers ville hjælpe med at vokse det sorte hul.
Chandra har med sin spektrograf observeret GRS 1915 elleve gange siden lanceringen i 1999. Disse undersøgelser afslører, at jetflyet i GRS 1915 med jævne mellemrum kan kvæles, når en varm vind, der ses i røntgenstråler, bliver drevet ud af akkretionsskiven omkring det sorte hul. Vinden antages at lukke jet'en ved at fratage den materie, der ellers ville have brændt den. Omvendt, når vinden dør ned, kan jet jet igen dukke op.
Udvindingshastigheden ændres, men på grund af samspillet forbliver udstrømningshastigheden konstant.
”Det sorte hul ser ud til at være i stand til at kontrollere, hvor meget stof det er eller ikke spiser på et givet tidspunkt,” sagde hovedforfatter Joseph Neilsen, en Harvard-doktorgradskandidat.
Selvregulering er et almindeligt emne, når man diskuterer supermassive sorte huller, men dette er det første klare bevis for det i sorte huller i stjernemasse.
Neilsen siger, at det er vanskeligt at modstå at tilskrive en vilje til det sorte huls opførsel: ”Når du taler om regulering, indebærer det en slags selvkontrol,” sagde han. ”Vi kan se, at det sker, men det er bestemt ikke klart, hvorfor. For nu tilskriver vi det bare til et ønsket om det sorte hul. ”
Selvom mikro-kvasarer og kvasarer adskiller sig i masse efter faktorer på millioner, skal de vise en lighed i opførsel, når der tages højde for deres meget forskellige fysiske skalaer.
Tidsplanen for ændringer i et sort huls adfærd bør variere i forhold til massen. For eksempel ville en times lang tidsplan for ændringer i GRS 1915 svare til ca. 10.000 år for et supermassivt sort hul, der vejer en milliard gange solens masse.
”Vi kan ikke håbe at udforske på dette detaljeringsniveau i et enkelt supermassivt sort hulsystem,” sagde medforfatter Julia Lee, en Harvard-astronom. "Så vi kan lære en enorm mængde om sorte huller ved blot at studere sorte huller i stjernemasse som denne."
De nye resultater vises i den 26. marts nummer af tidsskriftetNatur.
OM BILLEDBILLEDET: Det optiske og infrarøde billede fra den digitaliserede himmelundersøgelse viser det overfyldte felt omkring GRS 1915, der ligger nær planet til vores Galaxy. Indsættelsen viser et nærbillede af Chandra-billedet af GRS 1915, en af de lyseste røntgenkilder i Mælkevejen. Kreditter: Røntgenstråle: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optisk: Palomar DSS2. En zoomende video er tilgængelig her.
Kilder: NASA, Nature-undersøgelsen og et interview med Joseph Neilsen
