Snurrende sorte hul sprayer lyshastighedsplasmaskyer ud i rummet

Astronomer har opdaget hurtigt svingende jetfly, der kommer fra et sort hul næsten 8000 lysår fra Jorden.

Udgivet i dag i bladet Natur , forskningen viser, at jetfly fra V404 Cygnis sorte hul opfører sig på en måde, som aldrig er set før på så korte tidsskalaer.

Jetflyene ser ud til at rotere hurtigt med højhastighedsskyer af plasma - potentielt kun få minutter fra hinanden - der skyder ud af det sorte hul i forskellige retninger.

Hovedforfatter lektor James Miller-Jones, fra Curtin University node af International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), nævnte sorte huller er nogle af de mest ekstreme objekter i universet.

"Dette er et af de mest ekstraordinære sorte hul-systemer, jeg nogensinde har stødt på, " sagde lektor Miller-Jones.

"Som mange sorte huller, den lever af en nærliggende stjerne, trækker gas væk fra stjernen og danner en skive af materiale, der omkranser det sorte hul og spiralerer mod det under tyngdekraften.

"Hvad der er anderledes i V404 Cygni er, at vi tror, ​​at skiven af ​​materiale og det sorte hul er forkert justeret." Dette ser ud til at få den indvendige del af skiven til at slingre som en snurretop og ild stråler ud i forskellige retninger, når den ændrer orientering ."

V404 Cygni blev først identificeret som et sort hul i 1989, da den udsendte et stort udbrud af jetfly og stråling.

Astronomer, der kiggede på fotografiske arkivplader, fandt derefter tidligere udbrud i observationer fra 1938 og 1956.

Lektor Miller-Jones sagde, at da V404 Cygni oplevede endnu et meget lyst udbrud i 2015, varer i to uger, teleskoper over hele verden stillede ind for at studere, hvad der foregik.

"Alle hoppede på udbruddet med hvilke teleskoper de kunne kaste efter det, " han sagde.

"Så vi har denne fantastiske observationsdækning."

Da lektor Miller-Jones og hans team studerede det sorte hul, de så dens jetfly opføre sig på en måde, som aldrig er set før.

Hvor jetfly normalt menes at skyde lige ud fra polerne af sorte huller, disse jetfly skød ud i forskellige retninger på forskellige tidspunkter.

Og de skiftede retning meget hurtigt - over ikke mere end et par timer.

Lektor Miller-Jones sagde, at ændringen i bevægelsen af ​​jetflyene var på grund af tilvækstskiven - den roterende skive af stof omkring et sort hul.

Han sagde, at V404 Cygnis accretion disk er 10 millioner kilometer bred, og de indre par tusinde kilometer blev pustet op og vaklede under det lyse udbrud.

"Den indvendige del af tilvækstskiven fortrak og trak effektivt dyserne rundt med sig, " sagde lektor Miller-Jones.

"Du kan tænke på det som slingren af ​​en snurretop, når det sænker farten - kun i dette tilfælde, vaklen er forårsaget af Einsteins generelle relativitetsteori."

Forskningen brugte observationer fra Very Long Baseline Array, et radioteleskop på størrelse med et kontinent, der består af 10 retter i hele USA, fra Jomfruøerne i Caribien til Hawaii.

Medforfatter Alex Tetarenko — en nylig ph.d. kandidat fra University of Alberta og i øjeblikket en East Asian Observatory Fellow, der arbejder på Hawaii - sagde, at hastigheden, som jetflyene ændrede retning, betød, at forskerne var nødt til at bruge en meget anden tilgang til de fleste radioobservationer.

"Typisk, radioteleskoper producerer et enkelt billede fra flere timers observation, " hun sagde.

"Men disse jetfly skiftede så hurtigt, at vi på et fire-timers billede lige så en sløring.

"Det var som at prøve at tage et billede af et vandfald med en lukkertid på et sekund." forskerne producerede 103 individuelle billeder, hver omkring 70 sekunder lang, og forenede dem til en film.

"Det var kun ved at gøre dette, at vi var i stand til at se disse ændringer over en meget kort periode, " sagde Dr. Tetarenko.

Studie medforfatter Dr. Gemma Anderson, som også er baseret på ICRARs Curtin University node, sagde, at slingren af ​​den indre tilvækstskive også kunne ske i andre ekstreme begivenheder i universet.

"Hver gang du får en fejljustering mellem spindet af et sort hul og materialet, der falder ind, du ville forvente at se dette, når et sort hul begynder at føde meget hurtigt, " sagde Dr. Anderson.

"Det kunne omfatte en hel masse andre lyse, eksplosive begivenheder i universet, såsom supermassive sorte huller, der føder meget hurtigt eller tidevandsafbrydelser, når et sort hul river en stjerne i stykker."