Kanıtları bugün ortaya çıkarın! X-ışınlarını patlatan yıldız kütleli kara delikler hakkında tartışma!
Son zamanlarda, yeni bir çalışma, bir kara deliğin "ışık yankısının" göz kamaştırıcı X-ışını parlamalarının arkasındaki ipuçlarını ortaya çıkardığını buldu. NASAnın Uluslararası Uzay İstasyonu nötron yıldızı dahili bileşen dedektöründen bir alet, kara deliklerin nasıl parlak salındığını ortaya çıkarmaya yardımcı oldu. X-ışını parlamaları, yıldız kütleli kara deliklerin evrimi üzerine yıllarca süren tartışmalar nihayet bugün bir sonuca ulaştı!
Önceki çalışmalarda, bir kara deliğe gaz ve toz emildiğinde yüksek enerjili X-ışınlarını patlatacaklarını biliyorduk.Bu işlem genellikle yaklaşık bir yıl sürer. Geçici olaylar olarak adlandırılan bu patlamaları daha iyi anlayabilirsek, kara deliklerin ev sahibi galaksilerin kaderini nasıl etkilediğini anlamamıza yardımcı olacaktır. Bununla birlikte, bilim adamları bu parlak parlamaların nereden geldiğini tartışıyorlar. Bir olasılık, kara deliğe düşen parçaların dönen halkasının değişmiş olmasıdır, bu sözde toplama diski (merkezi gövde etrafında dönen dağınık maddeden oluşan bir yapı) Bu zamanda, toplama diskinin iç kenarı yaşanacaktır. Sürtünme o kadar büyük ki 10 milyon santigrat dereceye ve hatta daha yükseğe ulaşabilir. Bir başka olasılık, kara deliğin kutuplarının üzerinde yüzen ve sıcaklığı 1 milyar santigrat dereceye kadar çıkabilen yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir küme olan kara deliğin koronasını içerir.
Bu tartışmanın çözümüne yardımcı olmak için bilim adamları, 2018'de Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki tüm gökyüzü x-ışını görüntü (MAXI) monitörü tarafından keşfedilen MAXI J1820 + 070 adlı bir kara deliğin geçici olayını inceledi. Bu kara delik Güneş'inkinin yaklaşık 10 katı bir kütleye sahiptir, dünyadan yaklaşık 10.000 ışıkyılı uzaklıkta ve Aslan yönünde yer almaktadır.
Araştırmacılar, x-ışını parlamalarının evrimini izlemek için uzay istasyonundaki nötron yıldızının içini daha iyi kullandılar. Kara delik, yoldaş yıldızdan madde yuttuğunda, kara deliğin etrafındaki alanı benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla haritalandırdı. Bu, tüm kara delik sistemini çok netleştirir.Bu kara delik, X-ışını gökyüzündeki tamamen gözlemlenemeyen en parlak kaynaklardan biri haline geldi ve tüm zaman aralığı sadece birkaç gün. Bilim adamları, patlama sırasında röntgen enerjisinin ve süresinin son derece doğru ölçüm verilerini toplayabilirler. Bu, bu patlamadaki "yankıları" tespit etmelerine yardımcı oldu - koronadan gelen x-ışınları, toplanma diskine yansıdı ve doğrudan koronadan hareket etmek yerine farklı enerji ve açılarla dünyaya doğru hızla ilerledi.
Araştırmacılar, alevlenmenin tüm süreci boyunca, doğrudan koronadan yayılan x-ışınları ile birikim diskine ilk yansıtılan x-ışınları arasındaki milisaniye gecikmesinin önemli ölçüde azaldığını buldular. Araştırmacılar, bunun patlama sırasında birikme diskinin veya korona şeklinin değiştiğini, dolayısıyla patlamayı onlar başlatmış olabileceklerini gösterdiğini söyledi.
Bilim adamları, "Yarasaların karanlık mağaraları haritalamak için ekolokasyonu nasıl kullandığına benzer şekilde ışığın yankısını ölçüyoruz. Bu yöntem, kara deliğin yakınındaki alanı ölçmemizi sağlıyor." Kara deliğin hangi kısmının bir parlama sırasında şekil değiştirdiğini gözlemlemek için bilim adamları, "Demir tel" adı verilen hafif bir model. Toplama diskindeki demir atomları, bu ışığı yalnızca uyarıldıklarında yayarlar, örneğin bir kara deliğin koronasından gelen x ışınları gibi. Einstein'ın özel görelilik teorisine göre, bir kara deliğin yakınında bulunan güçlü bir yerçekimi alanı zamanı bozabilir. Bu nedenle, biriktirme diskinin iç sınırının yakınında, telin uzatılması gerekir, çünkü oradaki zaman yavaş hareket eder. Çökme sırasında biriktirme diskinin şekli yer değiştirirse, tel de benzer değişikliklere uğrayacaktır.
Bilim adamları, birikme diskinin boyutunun çökme sırasında fazla değişmediğini keşfettiler. Aksine, patlamadan sonra koronanın keskin bir şekilde küçüldüğünü tahmin ettiler, ilk 100 kilometreden bir aydan daha uzun bir süre içinde sadece 10 kilometreye çıktılar.
Bu sonuç, yıldız kütleli kara deliklerin evrimi hakkındaki uzun yıllar süren tartışmalara doğrudan son verdi! Birleştirme diski mi yoksa kara delik koronası mı? Ve şimdi, koronanın evrimi yönlendirdiği kanıtlandı. Koronanın daralmasının nedeni şu anda belirsiz. Bilim adamları, olasılıklardan birinin, kara deliğe düşen yığılma diskindeki madde çığının yarattığı büyük basınçtan kaynaklandığına inanıyor. Bu yeni keşifler, maddenin MAXI J1820 + 070 gibi yıldız kara deliklerine nasıl düştüğünü ve süper kütleli kara deliklerin milyonlarca ila milyarlarca güneş kütlesi olduğunu açıklamamıza yardımcı olacak çünkü bu kara delikler neredeyse her büyük galakside pusuda bekliyor. Kalpler, aslında galaksilerin evrimi için ana itici güçtür. Ancak onları gerçekten anlayarak, evrenin gerçek yüzünün buzdağının ucunu açabiliriz!
