ブラックホールの周りの環境は本当に好きですか？天文学者は、ブラックホールを取り巻く降着円盤からの光を観察することで、より良いアイデアを得ています。光は一定ではなく、フレア、スパッタ、キラキラと光っています。このちらつきは、ブラックホールの周りから放射される膨大な量のエネルギーについて、驚くべき新しい洞察を提供します。可視光の変化が非常に短い時間スケールでのX線の変化とどれだけよく一致するかをマッピングすることにより、天文学者は磁場がブラックホールが物質を飲み込む方法で重要な役割を果たす必要があることを示しました。
「ブラックホールからの光の急速なちらつきは、X線の波長で最も一般的に観察されます」と、これらの結果を報告する国際チームを率いるPoshak Gandhiは言います。 「この新しい研究は、可視光の急速な変化と、最も重要なことには、これらの変動がX線の変動とどのように関連しているかについても調査した、今日までのほんの一握りの1つです。」
観測では、1つは地上に、もう1つは宇宙にある2つの異なる機器を使用して、ブラックホールのちらつきを同時に追跡しました。 X線データは、NASAのロッシX線タイミングエクスプローラー衛星を使用して取得されました。可視光は、ESOの超大型望遠鏡（VLT）にあるビジター装置である高速カメラULTRACAMで収集され、1秒間に最大20枚の画像を記録しました。 ULTRACAMは、チームメンバーのVik DhillonとTom Marshによって開発されました。 「これらは、大型光学望遠鏡でこれまでに得られたブラックホールの最も速い観測の1つです」とDhillonは言います。
驚いたことに、天文学者たちは、可視光の明るさの変動がX線で見られる変動よりもさらに速いことを発見しました。さらに、可視光とX線の変化は同時ではなく、繰り返しの顕著なパターンに従うことがわかりました。X線がフレアする直前に、可視光が暗くなり、小さなフラッシュのために明るいフラッシュに急上昇します。再び急速に減少するまでの秒数。
変動の動画をご覧ください。
この放射はブラックホールから直接放射されるのではなく、その近くにある帯電物質の強いエネルギーフローから放射されます。ブラックホールの環境は、重力、磁性、爆発圧などの競合する力によって常に変化しています。その結果、物質の熱い流れによって放出された光は、乱雑で無計画な方法で明るさが変化します。 「しかし、この新しい研究で発見されたパターンは、他の無秩序な変動の中で際立っている安定した構造を持っているため、動作中の主要な基礎となる物理プロセスに関する重要な手がかりを生み出す可能性があります」とチームメンバーのアンディファビアンは言います。
ブラックホールの近傍からの可視光の放出は二次的な影響であると広く考えられており、一次X線が周囲のガスを照らし、その後可視範囲で輝きました。しかし、これがそうである場合、可視光の変動はX線の変動に遅れ、ピークに達してフェードアウトするのがはるかに遅くなります。 「今発見された急速な可視光のちらつきは、研究された両方のシステムのこのシナリオを直ちに除外します」とガンジーは主張します。 「代わりに、X線と可視光の出力の変動には、いくつかの共通の原因があり、ブラックホール自体に非常に近いものでなければなりません。」
強力な磁場は、主要な物理プロセスの最良の候補です。リザーバーとして機能することで、ブラックホールの近くで放出されたエネルギーを吸収し、高温（数百万度）のX線放出プラズマとして、または近くを移動する荷電粒子のストリームとして放出されるまで、エネルギーを蓄えます光の速度。エネルギーをこれら2つのコンポーネントに分割すると、X線と可視光の変動の特徴的なパターンが発生する可能性があります。
この研究に関する論文：こことここ
出典：ESO
