Sorte huller spiser stjerner i varierende stemningsbelysning

Når et sort hul tygger en stjerne op, det producerer synligt lys eller røntgenstråler, men astronomer har næsten aldrig opdaget begge typer stråling. Astronom Peter Jonker (SRON / Radboud Universitet) og hans kolleger har nu set en række fangede stjerner med et røntgenteleskop få år efter, at de blev opdaget i optisk lys. Det ser ud til, at sorte huller trods alt spiser på samme måde, mens stemningsbelysningen varierer efter et fast mønster. Deres undersøgelse er offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift .

Overalt i universet, gigantiske sorte huller lurer i mørket i centre af galakser. Som et bagholdsrovdyr, de venter tålmodigt på, at intetanende stjerner passerer, og brug deres overvældende tyngdekraft til at trække dem fra hinanden til en spaghettistreng og til sidst sluge dem. Astronomer ser nogle gange dette skue i synligt lys, nogle gange i røntgenbilleder, men næsten aldrig i begge typer lys på samme tid. Har sorte huller to forskellige måder at spise en stjerne på?

Fra visuel til røntgen

Astronom Peter Jonker (SRON / Radboud University) og hans internationale kolleger har nu observeret en række kilder med Chandra røntgenteleskopet, som oprindeligt blev identificeret i det optiske bånd et par år tidligere. Det ser ud til, at en stjerne, i færd med at blive fortæret, udsender først synligt lys og udsender efterfølgende røntgenstråler. Så sorte huller har en fælles spiseadfærd, mens stemningsbelysningen under middagen skifter efter et fast mønster, fra blid hvid til bleg, lyse røntgenstråler. Jonkers fund kunne snart testes ved at kombinere data fra den nyligt opsendte røntgensatellit eROSITA - en forløber for Athena - og teleskoper, der fejer himlen og samler synligt lys, såsom BlackGEM-teleskopet, som i øjeblikket installeres i Chile under opsyn af Radboud Universitet.

Kollision

En fanget stjerne strækkes til en så lang streng, at den støder på sig selv efter en fuld bane omkring et sort hul, som en slange, der bider i halen. Den kollision får strengen til at miste højde og falde mod det sorte hul. Jonker har to mulige forklaringer på sin teori om, at både synligt lys og røntgenstråler frigives, strengt taget i nævnte rækkefølge.

Den første mulighed er, at synlig lysemission er forårsaget af den energi, der frigives under kollisionen, og at vi ser røntgenstrålerne, fordi potentiel energi går tabt under faldet mod det sorte hul. Strømmen af ​​strimlet stjernegas begynder at gløde som en såkaldt sort krop, med en karakteristisk kurve som et spektrum, der topper i bløde røntgenstråler.

Den anden mulighed er, at selve kollisionen udsender røntgenstråler, men en tæt sky kommer frem, der absorberer røntgenstrålerne og genudsender dem som synligt lys. Når nok stjernemateriale er forsvundet, skyen bliver tynd nok til at lade røntgenstrålerne passere igennem, herunder røntgenstrålingen som følge af dykket med tilhørende tab af potentiel energi.

Rotation

En konsekvens af Jonkers teori er, at der er en sammenhæng mellem sorte hullers rotation og mængden af ​​røntgenstråler, som stjerner udsender, mens de bliver spist. Hvorvidt sorte huller roterer er i øjeblikket uvist. Hvis eROSITA observerer hundredvis af spaghettistrenge hvert år, dette kunne bekræfte, at sorte huller roterer. Hvis der kun opdages få hvert år, det ville indikere stationære sorte huller.