NASA-missies bewaken een wakker zwart gat

Anonim

NASA's Swift-satelliet detecteerde een opkomend tij van energierijke röntgenfoto's van het sterrenbeeld Cygnus op 15 juni, net vóór 14.32 uur EDT. Ongeveer 10 minuten later pakte ook het Japanse experiment op het International Space Station, dat de Monitor van All-Sky X-ray Image (MAXI) werd genoemd, de uitbarsting op.

De uitbarsting kwam van V404 Cygni, een binair systeem op ongeveer 8000 lichtjaar afstand met een zwart gat. Elke paar decennia vuurt het zwarte gat op in een uitbarsting van hoogenergetisch licht, en wordt een röntgendiagnose. Tot de Swift-detectie was het al sinds 1989 sluimerend.

Op 15 juni ving NASA's Swift het begin op van een zeldzame X-ray uitbarsting van een stellair zwart gat in het binaire systeem V404 Cygni. Sterrenkundigen over de hele wereld kijken naar het evenement. In dit systeem, geïllustreerd in deze animatie, stroomt een gasstroom van een ster zoals de zon in de richting van een zwart gat van 10 zonnemassa. In plaats van naar het zwarte gat te draaien, hoopt het gas zich op in een accretieschijf eromheen. Om de paar decennia schakelt de schijf over naar een toestand waarin het gas naar binnen stroomt en een nieuwe uitbarsting begint.

Download deze video in HD-indelingen van NASA Goddard's Scientific Visualization Studio //svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11110

Een X-ray nova is een heldere, kortstondige röntgenbron die de piekintensiteit in een paar dagen bereikt en vervolgens vervaagt over een periode van weken of maanden. De uitbarsting treedt op wanneer opgeslagen gas abrupt naar een neutronenster of zwart gat snelt. Door de patronen van de geproduceerde röntgenstralen te bestuderen, kunnen astronomen het soort object in het hart van de uitbarsting bepalen.

"Ten opzichte van de levensduur van ruimtewaarnemingscentra zijn deze uitbarstingen van zwart gat vrij zeldzaam", zei Neil Gehrels, de hoofdonderzoeker van Swift in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. "Dus als we een van hen zien oplaaien, proberen we alles wat we hebben erin te gooien, over het hele spectrum te monitoren, van radiogolven tot gammastraling."

Astronomen classificeren dit type systeem als een röntgenbinair getal met een lage massa. In V404 Cygni draait een ster iets kleiner dan de zon in slechts 6, 5 dagen een 10-voudig zwart gat. De nauwe baan en de sterke zwaartekracht van het zwarte gat produceren getijdekrachten die een gasstroom uit de partner trekken. Het gas gaat naar een opslagschijf rond het zwarte gat en warmt op tot miljoenen graden, en produceert een gestage stroom röntgenstralen wanneer deze naar binnen valt.

Maar de schijf draait tussen twee dramatisch verschillende omstandigheden. In zijn koelere staat weerstaat het gas inwaartse stroming en verzamelt zich net als water achter een dam in het buitenste deel van de schijf. Onvermijdelijk overweldigt de opeenhoping van gas de dam, en een tsunami van heet helder gas snelt naar het zwarte gat.

Astronomen genieten van de mogelijkheid om gelijktijdige multiwavelength-gegevens te verzamelen over binaire bestanden met zwart gat, met name één zo dicht als V404 Cygni. In 1938 en 1956 vingen astronomen V404 Cygni die uitbarstingen ondergingen in zichtbaar licht. Tijdens de uitbarsting in 1989 werd het systeem waargenomen door Ginga, een door Japan geëxploiteerde röntgensatelliet en instrumenten aan boord van het Mir-ruimtestation in Rusland.

"Op dit moment vertoont de V404 Cygni uitzonderlijke variatie bij alle golflengten, wat ons een zeldzame kans biedt om aan deze unieke dataset toe te voegen, " zei Eleonora Troja, een Swift-teamlid bij Goddard.

Lopende of geplande satellietobservaties van de uitbarsting zijn NASA's Swift-satelliet, Chandra X-ray Observatory en Fermi Gamma-ray Space Telescope, evenals de MAXI van Japan, de INTEGRAL-satelliet van het European Space Agency en de AGILE-gamma-raymissie van het Italiaanse ruimteagentschap. Voorzieningen op de grond na de uitbarsting omvatten de Gran Caniscas van 10, 4 meter die door Spanje op de Canarische Eilanden worden geëxploiteerd, de 0, 5-meter telescoop van de Universiteit van Leicester in Oadby, het Verenigd Koninkrijk, de Nasu radiotelescoop aan de Waseda-universiteit in Japan en amateur-observatoria.

V404 Cygni is vele malen uitgebloeid sinds de uitbarsting begon, met activiteiten variërend van minuten tot uren. "Het wordt herhaaldelijk het helderste voorwerp in de röntgenhemel - tot 50 keer helderder dan de Krabnevel, wat normaal een van de helderste bronnen is", zegt Erik Kuulkers, de INTEGRAL-projectwetenschapper bij ESA's European Space Astronomy Centre in Madrid. "Het is absoluut een kans voor 'once in a professional lifetime'."

In één week genereerden fakkels van V404 Cygni meer dan 70 "triggers" van de Gamma-ray Burst Monitor (GBM) aan boord van Fermi. Dit is meer dan vijf keer het aantal triggers dat wordt weergegeven van alle objecten in de lucht in een normale week. De GBM triggert wanneer het een gammastraaluitbarsting detecteert en stuurt vervolgens talloze e-mails met steeds verfijndere informatie over het evenement aan wetenschappers van dienst.

Elke keer dat de GBM herstelde van één trigger, zette V404 Cygni het weer uit, wat resulteerde in een stortvloed aan e-mails. De gebeurtenis veroorzaakte David Yu, een GBM-wetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching, Duitsland, om commentaar te leveren op sociale media: "Achievement Unlocked: Mailbox spammed door een blackhole."

Gerelateerde Links

Swift detecteert de V404 Cygni-uitbarsting
//gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/17929.gcn3

Waarschuwingskennis van de American Association of Variable Star Observers
www.aavso.org/aavso-alert-notice-520

NASA's Swift-satelliet ontdekt een nieuw zwart gat in onze Melkweg
www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/new-black-hole.html

menu
menu