Wie ich berechnet habe, wo die Sonnenfinsternis und meine Ebene sich kreuzen w├╝rden

Im Jahr 2015 durchlebte ein Sternmassen-Schwarzes Loch in einem Doppelsternsystem ein Akkretionsereignis, was dazu führte, dass es hell über das elektromagnetische Spektrum ausbrach. Das Ausschleichen des Plasmas von seinem stellaren Partner - einem unglücklichen sonnenähnlichen Stern - wurde zu einer wertvollen Beobachtung für die Astronomen. In einer aktuellen Studie haben Forscher das Ereignis genutzt, um die magnetische Umgebung des Schwarzen Lochs besser zu verstehen.

Das fragliche binäre System ist V404 Cygni, befindet sich 7.795 Lichtjahre von der Erde entfernt, und dieser Ausbruch 2015 war eine Röntgen-Nova, eine Eruption, die zuvor 1989 auftrat. Entdeckt von NASA's Swift Weltraumobservatorium und dem Japanischen Monitor des All-Himmels Röntgenbild (MAXI) an Bord der Internationalen Raumstation wurde das Ereignis schnell abgeblendet, ein Zeichen dafür, dass das Schwarze Loch sein Sternenmehl verzehrt hatte.

Durch die Kombination dieser Röntgendaten mit Beobachtungen mit Radio-, Infrarot- und optischen Teleskopen konnte ein internationales Team von Astronomen Emissionen aus dem Plasma in der Nähe des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs messen, als es abkühlte.

Das schwarze Loch wurde gebildet, nachdem ein massiver Stern keinen Treibstoff mehr hatte und explodierte als Supernova. Ein Großteil des Magnetismus des Vorläufersterns wäre nach der Supernova erhalten geblieben. Durch die Messung der Emissionen aus dem hoch geladenen Plasma haben die Astronomen ein Werkzeug, um tief in die "Korona" des Schwarzen Lochs eindringen zu können. Wie die Sonnenkorona - eine magnetisch dominierte Region, in der das Sonnenplasma mit dem Magnetfeld unseres Sterns interagiert (zum Beispiel den Sonnenwind und die Sonneneruptionen) - wird ein starkes Zusammenspiel zwischen dem akkretierenden Plasma und dem Schwarzen vorhergesagt Koronaler Magnetismus des Loches.

Da geladene Teilchen mit Magnetfeldern wechselwirken, erfahren sie eine Beschleunigung radial (dh sie drehen sich um die Magnetfeldlinien, die ihre Ausbreitungsrichtung leiten), und sollte der Magnetismus extrem sein (in einer Sonnen- oder sogar Schwarzen Loch-Korona), kann dieses Plasma auf beschleunigt werden relativistisch Geschwindigkeiten. In diesem Fall kann Synchrotronstrahlung erzeugt werden. Durch die Messung der Strahlung über alle Wellenlängen hinweg können Astronomen die magnetische Umgebung in der Nähe eines Schwarzen Lochs untersuchen, da diese Strahlung in direktem Zusammenhang damit steht, wie stark ein Magnetfeld sie erzeugt.

Laut der Studie, die am 8. Dezember in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, hat V404 Cygnis hungriges schwarzes Loch ein viel schwächeres Magnetfeld, als die Theorie vermuten lässt. Und das ist ein kleines Problem.

Die Forscher schreiben: "Mit simultanen Infrarot-, optischen, Röntgen- und Radiobeobachtungen des galaktischen Schwarzen Lochsystems V404 Cygni, das ein schnelles Synchrotron-Abkühlungsereignis in seinem 2015 Ausbruch zeigt, präsentieren wir eine präzise 461 ± 12 Gauss Magnetfeldmessung in Die Korona ist wesentlich niedriger als frühere Schätzungen für solche Systeme, die physikalische Modelle der Akkretionsphysik in Schwarzen Loch- und Neutronenstern-Binärsystemen einschränken. "

Schwarze Löcher sind kaum verstanden, aber mit dem Aufkommen der Gravitationswellen- (und "Multisensor") Astronomie und der Aufregung um das Event Horizon Teleskop werden wir in den nächsten Jahren viel intimer mit diesen Gravitations-Rätseln werden. Warum die magnetische Umgebung dieses Schwarzen Lochs schwächer ist als erwartet, legt jedoch nahe, dass unsere Theorien zur Entwicklung des Schwarzen Lochs unvollständig sind, so dass es wahrscheinlich einige Überraschungen geben wird.

"Wir müssen im Allgemeinen schwarze Löcher verstehen", sagte Mitarbeiter Chris Packham, außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Texas in San Antonio (UTSA), in einer Erklärung. "Wenn wir zurück zum frühesten Punkt unseres Universums gehen, kurz nach dem Urknall, scheint es immer eine starke Korrelation zwischen Schwarzen Löchern und Galaxien gegeben zu haben. Es scheint, dass die Geburt und Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien unser Kosmisches ist Insel, sind eng miteinander verbunden. Unsere Ergebnisse sind überraschend und eine, die wir immer noch versuchen zu rätseln. "