science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Extreme jet-ejecties uit het zwarte gat X-ray binary V404 Cygni

V404 Cygni is een dubbelstersysteem waarin een zonachtige ster in een baan om een ​​zwart gat draait. Röntgenstraling wordt geproduceerd wanneer de zwaartekracht van het zwarte gat materie van de normale ster naar binnen trekt. Op deze röntgenfoto is V404 Cyg is de heldere puntbron in het midden en de heldere ringen zijn röntgen "echo's" geproduceerd door muren van stof. Astronomen hebben de recente flare gemodelleerd als een combinatie van acht discrete ejecties. Credit:Andrew Beardmore (Univ. of Leicester) en NASA/Swift

Een zwart gat X-ray binary (BHXB) is een zwart gat dat rond een normale ster draait. Wanneer materie van de normale ster op het zwarte gat aangroeit, een straal geladen deeltjes wordt uitgeworpen met relativistische (bijna-licht) snelheden, en deze deeltjes zenden sterke röntgenstraling uit. Men denkt dat de betrokken processen vergelijkbaar zijn met die welke actief zijn onder de meer dramatische omstandigheden in actieve galactische kernen. De meeste bekende BHXB's bevinden zich in onze melkweg, en omdat ze veel dichter bij ons staan, kunnen ze in meer detail worden bestudeerd dan hun verder weg gelegen neven.

Röntgendubbelsterren van zwart gat flitsen af ​​en toe in uitbarstingen die dagen tot weken kunnen duren, bieden de mogelijkheid om te onderzoeken hoe hun jets evolueren. Er zijn twee verschillende soorten relativistische jets bekend, afhankelijk van de accretiesnelheid van de massa in het systeem. Bij lage massa-accretiesnelheden, de magnetische velden buigen de compacte jet, waardoor het straling uitzendt. Bij hoge accretiesnelheden, discrete jet-ejecta worden gelanceerd die dit proces op verschillende manieren kunnen verstoren, resulterend in complexere emissiekenmerken. (Een zeer zeldzaam derde type emissie vertoont quasi-periodieke oscillaties.) Er zijn gewoonlijk een paar heldere BHXB-gebeurtenissen per jaar, maar de krachtigere soort komt slechts ongeveer eens per decennium voor.

Op 15 juni, 2015, de BHXB V404 Cygni heeft net zo'n zeldzame, actieve uitbarsting, en CfA-astronomen Glen Petitpas en Mark Gurwell waren lid van een team dat gelijktijdige radio ontving door submillimeterwaarnemingen van de emissie met behulp van de Submillimeter Array samen met de Very Large Array en de James Clerk Maxwell Telescope (SCUBA-2). Ze volgden de activiteit gedurende vier uur, gedurende die tijd zagen ze meerdere, snel veranderende fakkels die helder waren bij alle frequenties die ze waarnamen. Het best passende model van de wetenschappers werkte goed met acht discrete, bipolair, straaluitwerpingsgebeurtenissen. Het model schatte ook de snelheid, structurele eigenschappen, geometrie, en energie van de jets. Deze ongekende gecoördineerde waarnemingen van een BHXB benadrukken het belang van multiband-waarnemingen bij het bestuderen van BHXB-straalemissie.