Der kan være forkert justerede diske af materiale, der roterer rundt om det sorte hul. Gasringer bryder muligvis ned og kolliderer, hvorved gas falder direkte mod det sorte hul i uforudsigelige hastigheder.
Vi har vidst i årtier, at sorte huller findes, og at sagen nogle gange falder ned i dem, og nu har vi den første offentliggjorte beviser - fra et team af britiske astronomer - om, at materie falder ned i et sort hul med 30 procent af lysets hastighed . Dette er meget hurtigere end hvad der er blevet observeret i fortiden, men det er ikke uventet. Nylige computersimuleringer antyder en mekanisme - via forkert tilpassede diske omkring hullet - som gas kan falde ned direkte ind i høj hastighed. Holdet brugte data fra Det Europæiske Rumorganisations røntgenobservatorium XMM-Newton til at finde opdagelsen. Det sorte hul er et supermassivt hul, der ligger i hjertet af en galakse kendt som PG1211 + 143, omkring en milliard lysår væk. Ken Pounds fra University of Leicester, der ledede holdet, der fandt opdagelsen, sagde:
Vi var i stand til at følge en jordstørrelse klump af stof i cirka en dag, da den blev trukket mod det sorte hul og accelereret til en tredjedel af lysets hastighed, inden den blev slukket op af hullet.
Lysets hastighed er 300.000 km (300.000 km) pr. Sekund.
Sej, ja? Disse resultater blev vist i et papir, der blev offentliggjort 3. september 2018 i det peer-reviewede tidsskrift Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society.
XMM-Newton-rumfartøjet, via ESA / University of Leicester / RAS.
Forskerne brugte XMM-Newton-data til at undersøge ved røntgen-spektre (hvor røntgenstråler er spredt efter bølgelængde) af galaksen PG211 + 143. Dette objekt var allerede kendt som et, der sandsynligvis har et supermassivt sort hul i kernen (som de fleste galakser nu menes at gøre). Holdets erklæring forklares:
Forskerne fandt, at spektraerne var stærkt rødskiftede, hvilket viser, at den observerede stof faldt ned i det sorte hul med den enorme hastighed på 30 procent af lysets hastighed, eller omkring 100.000 kilometer i sekundet. Gassen har næsten ingen rotation omkring hullet, og detekteres ekstremt tæt på det i astronomiske vendinger, i en afstand på kun 20 gange hullets størrelse (dets hændelseshorisont, grænsen til det område, hvor flugt ikke længere er mulig).
De fleste infall til sorte huller bevæger sig ikke så hurtigt, fordi materialet, inden det går ind i hullet, danner en akkretionsskive. Astronomerne forklarede:
… Sorte huller er så kompakte, at gas næsten altid roterer for meget til at falde direkte ind. I stedet kredser det rundt om hullet og nærmer sig gradvist gennem en akkretionsskive - en sekvens af cirkulære kredsløb med faldende størrelse.
Hvorfor faldt det materiale, der blev observeret i galaksen PG211 + 143, direkte ned i et sort hul? Astronomerne sagde, at den høje hastighed kunne have været resultatet af forkert justerede diske af materiale, der roterer rundt om det sorte hul:
Bane for gassen omkring det sorte hul antages ofte at være på linje med rotationen af det sorte hul, men der er ingen tvingende grund til at dette er tilfældet ...
Indtil nu har det været uklart, hvordan forkert justeret rotation kan have indflydelse på gasfaldet. Dette er især relevant for fodring af supermassive sorte huller, da materie (interstellare gasskyer eller endda isolerede stjerner) kan falde ind fra en hvilken som helst retning.
Som det viser sig, brugte teoretikere ved University of Leicester for nylig Storbritanniens Dirac-supercomputerfacilitet til at simulere 'rive' af forkert tilpassede akkretionsskiver omkring kompakte genstande. Astronomerne forklarede:
Dette arbejde har vist, at gasringe kan bryde sammen og kollidere med hinanden, annullere deres rotation og lade gas falde direkte mod det sorte hul.
Og nu, som ofte sker, er det teoretiske arbejde blevet fulgt af en observation. Pund kommenterede:
Den galakse, vi observerede med XMM-Newton, har et 40 millioner solmasse sort hul, som er meget lyst og tilsyneladende godt fodret. For cirka 15 år siden opdagede vi faktisk en kraftig vind, der indikerede, at hullet blev overfodret. Mens sådanne vinde nu findes i mange aktive galakser, har PG1211 + 143 nu givet en anden 'første' med detektering af stof, der kaster direkte ned i selve hullet.
Karakteristisk diskstruktur fra simuleringen af en forkert justeret disk omkring et roterende sort hul. Billede via K. Pounds et al./ University of Leicester / RAS.
Nederste linje: Astronomer brugte data fra ESAs røntgenrumsobservatorium XMM-Newton for at opdage et supermassivt sort hul i en galakse omkring en milliard lysår væk, hvori materien falder med en tredjedel af lyshastigheden.