Astrofysikere har opdaget ændringer i lysstyrken af lyset observeret i udkanten af et af de sorte huller, der er tættest på os, beliggende i en afstand af 9600 lysår fra Jorden.
Forskere var interesserede i det binære stjernesystem MAXI J1820+070, opdaget af det japanske røntgenteleskop om bord på den internationale rumstation i 2018. Som regel indeholder sådanne binære systemer en lavmassestjerne, der ligner vores sol, og et meget mere kompakt objekt - det kan være en hvid dværg, en neutronstjerne eller et sort hul. MAXI J1820+070 indeholder et sort hul, der er mindst 8 gange vores sols masse.
Lyskurven analyseret af videnskabsmænd blev opnået af astroamatører under næsten et års observationer rundt om i verden. Stjernen i MAXI J1820+070 er en af de tre klareste røntgenstjerner, der nogensinde er observeret. Dette er ikke kun fordi det er ekstremt tæt på Jorden, men også fordi det med succes er placeret uden for vores Mælkevejsgalakse. Fordi det forblev lyst i mange måneder, var et stort antal mennesker i stand til at observere det.
Men næsten 3 måneder efter starten af blusset skete der noget uventet - lyskurven så ud til at gennemgå en enorm modulation med en periode på omkring 17 timer - en fordobling af lysstyrken blev observeret på toppen. Samtidig var der ingen ændringer i røntgenområdet. Selvom der tidligere er observeret små kvasi-periodiske synlige moduleringer under andre røntgenudbrud, er der ikke observeret noget lignende før. Hvad forårsagede sådan usædvanlig adfærd?
Materiale fra stjernen trækkes af den kompakte genstand ind i tilvækstskiven af spiralgas, der omgiver den. Udbrud opstår, når materiale i skiven varmes op, samler sig på et sort hul og frigiver enorme mængder energi, før det krydser begivenhedshorisonten. Denne proces er kaotisk og meget variabel, med tidsskalaer, der varierer fra millisekunder til måneder.
Når en enorm røntgenstråle kommer ud af et meget tæt sort hul og derefter bestråler det omgivende stof, især accretionsskiven, og opvarmer det til en temperatur på omkring 10 tusinde K, er dets stråling i det optiske område, især vi se det udsendte lys. Derfor falder det synlige lys også, når intensiteten af røntgenblitzen falder.
Der var kun én mulig forklaring: en enorm strøm af røntgenstråling bestrålede tilvækstskiven og forårsagede dens forvrængning, hvilket gav en kraftig stigning i arealet, som følge af, at lysstrømmen også steg. Denne adfærd er blevet observeret før i røntgen-binærfiler med mere massive stjerner, men aldrig i systemer med et sort hul og en lavmassestjerne.
Astrofysikere kender til flere dusin binære systemer med sorte huller i vores galakse, med masser i intervallet 5-15 solmasser. De vokser også ved at samle stof.
Læs også:
- "Enhjørningen" sorte hul kan være det mindste og tættest på Jorden
- Det sorte hul blev pludselig mørkere, og ingen ved hvorfor