Svarte hull i stjernemasse, mellom 7 og 25 ganger solens masse, kalles ”mikro-kvasarer” når de gyver kraftige jetfly av partikler og stråling, miniatyrversjoner av de som sees i kvasarer. Sorte hull i stjernemasse er i den lille enden av skalaen overfor supermassive sorte hull, inkludert de i kvasarer, som veier millioner til milliarder ganger solens masse.
Mikro-kvasarenes jetfly kan være en del av et hemmelig våpen for å beholde sine små tall, ifølge ny forskning.
NASAs Chandra røntgenobservatorium oppdaget først samspillet på en berømt mikro-kvasar omtrent 40 000 lysår unna i stjernebildet Aquila. Dette systemet, GRS 1915 + 105 (GRS 1915 for kort), inneholder et svart hull som er omtrent 14 ganger solenes masse som mater materiell fra en nærliggende følgesstjerne. Når materialet virvler mot det svarte hullet, dannes det en akkresjonsskive.
To Harvard-astronomer avslører en nyoppdaget tautrekking mellom jetflyene og varme vinder fra materialet som spiraler mot det sorte hullet i det som kalles en "akkresjonsskive." Både jetflyene og den varme vinden skyter ut materie fra bekken som ellers ville bidra til å vokse det sorte hullet.
Chandra har med sin spektrograf observert GRS 1915 elleve ganger siden lanseringen i 1999. Disse studiene avslører at jetflyet i GRS 1915 periodisk kan bli kvalt når en varm vind, sett i røntgenstråler, blir drevet av betrengningsskiven rundt det sorte hullet. Vinden antas å stenge jetjet ved å frata den materie som ellers ville ha drevet den. Motsatt, når vinden dør ned, kan jetstrålen dukke opp igjen.
Akkresjonshastigheten endres, men på grunn av samspillet forblir utstrømningen konstant.
"Det sorte hullet ser ut til å være i stand til å kontrollere hvor mye materie det er eller ikke bruker på et gitt tidspunkt," sa hovedforfatter Joseph Neilsen, en doktorgradskandidat i Harvard.
Selvregulering er et vanlig tema når vi diskuterer supermassive sorte hull, men dette er det første klare beviset for det i svarte hull i stjernemassen.
Neilsen sier at det er vanskelig å motstå å tilskrive en vilje til det sorte hullets oppførsel: "Når du snakker om regulering, innebærer det en slags selvkontroll," sa han. ”Vi kan se at det skjer, men det er absolutt ikke klart hvorfor. Foreløpig tilskriver vi det til ønsket om det svarte hullet. ”
Selv om mikro-kvasarer og kvasarer er forskjellige i masse etter faktorer på millioner, bør de vise en likhet i oppførsel når deres helt forskjellige fysiske skalaer tas i betraktning.
Tidsrammen for endringer i atferd på et svart hull bør variere i forhold til massen. For eksempel vil en times lang tidsskala for endringer i GRS 1915 tilsvare omtrent 10.000 år for et supermassivt svart hull som veier en milliard ganger solens masse.
"Vi kan ikke håpe å utforske på dette detaljnivået i et enkelt supermassivt svart hullsystem," sa medforfatter Julia Lee, en Harvard-astronom. "Så vi kan lære en enorm mengde om sorte hull bare ved å studere stjernemasse sorte hull som denne."
De nye resultatene vises i 26. mars utgaven av tidsskriftetNatur.
OM LEDETBILDET: Det optiske og infrarøde bildet fra Digitaliserte himmelundersøkelsen viser det overfylte feltet rundt GRS 1915, som ligger nær planet til vår Galaxy. Innsettingen viser et nærbilde av Chandra-bildet av GRS 1915, en av de lyseste røntgenkildene i Melkeveis galaksen. Studiepoeng: Røntgen: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optisk: Palomar DSS2. En zoomende video er tilgjengelig her.
Kilder: NASA, Nature-studien og et intervju med Joseph Neilsen
