Selvom tyngdekraften fra sorte huller er så stærk, at lys ikke engang kan undslippe, kan vi se strålingen fra det overophedede stof, der er ved at blive fortæret. Indtil nu har videnskabsmænd ikke været i stand til at forklare, hvordan al denne sag kontinuerligt falder i det sorte hul - det skulle bare kredses, som planeter, der går rundt om en stjerne. Nye data fra Chandra X-Ray Observatory viser, at et sort huls magtfulde magnetfelt skaber en turbulens i omgivende stof, der hjælper med at drive det indad til at blive fortæret.
Sorte huller lyser universet op, og nu ved astronomer muligvis endelig hvordan. Nye data fra NASAs Chandra X-ray Observatory viser for første gang, at magtfulde magnetiske felter er nøglen til disse strålende og overraskende lysshows.
Det anslås, at op til en fjerdedel af den samlede stråling i universet, der udsendes siden Big Bang, kommer fra materiale, der falder mod supermassive sorte huller, inklusive de, der driver kvasarer, de lyseste kendte genstande. I årtier har forskere kæmpet for at forstå, hvordan sorte huller, de mørkeste objekter i universet, kan være ansvarlige for så vidunderlige mængder af stråling.
Nye røntgendata fra Chandra giver den første klare forklaring på, hvad der driver denne proces: magnetiske felter. Chandra observerede et sort hulsystem i vores galakse, kendt som GRO J1655-40 (kort fortalt J1655), hvor et sort hul trak materiale fra en ledsagerstjerne ind i en disk.
"Efter intergalaktiske standarder er J1655 i vores baghave, så vi kan bruge den som en skalamodel til at forstå, hvordan alle sorte huller fungerer, inklusive de monstre, der findes i kvasarer," sagde Jon M. Miller fra University of Michigan, Ann Arbor, hvis papir om disse resultater vises i denne uges nummer af Nature.
Tyngdekraften alene er ikke nok til at forårsage, at gas i en disk omkring et sort hul mister energi og falder ned på det sorte hul med de hastigheder, der kræves af observationer. Gassen skal miste noget af sin orbitalvinkelmoment, enten gennem friktion eller en vind, inden den kan spiral indad. Uden sådanne effekter kunne stof forblive i kredsløb omkring et sort hul i meget lang tid.
Forskere har længe troet, at magnetisk turbulens kunne frembringe friktion i en gasformig disk og drive en vind fra disken, der bærer vinkelmoment udad, så gassen falder indad.
Ved hjælp af Chandra leverede Miller og hans team afgørende bevis for rollen som magnetiske kræfter i det sorte hul tiltrædelsesproces. Røntgenspektret, antallet af røntgenstråler ved forskellige energier, viste, at hastigheden og densiteten af vinden fra J1655's disk svarede til computersimuleringsforudsigelser for magnetisk drevne vinde. Det spektrale fingeraftryk udelukkede også de to andre store konkurrerende teorier for vinde drevet af magnetfelter.
”I 1973 kom teoretikere op med tanken om, at magnetfelter kunne drive genereringen af lys ved hjælp af gas, der falder ned på sorte huller,” sagde medforfatter John Raymond fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, messe. ”Nu, over 30 år senere kan vi endelig have overbevisende bevis. ”
Denne dybere forståelse af, hvordan sorte huller akkrediterer stof, lærer også astronomer om andre egenskaber ved sorte huller, herunder hvordan de vokser.
”Ligesom en læge ønsker at forstå årsagerne til en sygdom og ikke kun symptomerne, prøver astronomer at forstå, hvad der forårsager fænomener i universet,” sagde medforfatter Danny Steeghs også fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Ved at forstå, hvad der får materiale til at frigive energi, når det falder på sorte huller, kan vi også lære, hvordan stof falder på andre vigtige genstande."
Foruden akkretionsskiver omkring sorte huller kan magnetfelter muligvis spille en vigtig rolle i diske, der detekteres omkring unge sollignende stjerner, hvor planeter dannes, samt ultratette genstande kaldet neutronstjerner.
NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for agenturets Science Mission Directorate. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer videnskab og flyveoperationer fra Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass.
Yderligere information og billeder kan findes på:
http://chandra.harvard.edu og http://chandra.nasa.gov
Original kilde: Chandra News Release
