Juodosios skylės ir žvaigždės tandemas sumušė greičio rekordą

Tandemas ankstesnį dvinarių objektų sukimosi vienas aplink kitą rekordą pagerino beveik valanda.

Juodoji skylė, pavadinimu MAXI J1659-152, yra mažiausiai triskart masyvesnė už mūsų Saulę, o jos kompanionė raudonoji nykštukė sveria tik apie 20 proc. Saulės masės. Porą skiria maždaug milijonas kilometrų. Palyginimui, Mėnulis nuo Žemės nutolęs 2,5 karto mažiau (apie 400 tūkst. km), tačiau aplink Žemę apskrieja per 27,3 paros.

Tandemą astronomai atrado 2010 m. rugsėjo 25 d. NASA kosminiu teleskopu SWIFT. Iš pradžių manyta, kad tai yra gama spindulių šaltinis. Tačiau kitą dieną Tarptautinėje Kosminėje Stotyje (TKS) sumontuotas japonų teleskopas MAXI tandemo vietoje užfiksavo ryškų rentgeno spindulių šaltinį.

Daugiau stebėjimų antžeminiais ir orbitiniais teleskopais (taip pat ir ESA teleskopu XMM-Newton) atskleidė, kad rentgeno spinduliai sklinda iš juodosios skylės, kuri minta mažutės kompanionės medžiaga.

Nepertraukiamų 14,5 val. trukmės stebėjimo XMM-Newton teleskopu sesijų metu stebimo objekto emisijose užfiksuota keletas priblėsimo momentų, kuriuos sukėlė netolygus juodosios skylės akrecijos disko pakraštys, trumpam (dėl sistemos sukimosi) pridengdavęs rentgeno spindulius. Iš tų priblėsimų buvo išskaičiuotas orbitinis žvaigždės ir juodosios skylės apsisukimo periodas, siekiantis vos 2,4 val. Tai – greičiausiai besisukanti dvinarė juodosios skylės sistema. Ankstesnei rekordininkei Swift J1753.5–0127 priklausė 3,2 val. trukmės orbitinio apsisukimo rekordas.

Juodoji skylė ir raudonoji nykštukė sukasi aplink bendrą masės centrą. Kadangi žvaigždė yra gerokai lengvesnė už kompanionę juodąją bedugnę, ji nuo bendro masės centro nutolusi toliau už juodąją skylę. Tačiau tos žvaigždės skriejimo greitis yra kvapą gniaužiantis – 2 mln. km/val. Tai yra greičiausiai skriejanti visų žinomų dvinarių sistemų žvaigždė. O štai juodoji skylė aplink bendrą masės centrą skrieja „tik“ 150 tūkst. km/val. greičiu.

„Juodosios skylės kompanionė aplink bendrą masės centrą švilpia pašėlusiu greičiu – viename rate aplink mūsų Saulę toji raudonoji nykštukė Žemę aplenktų 20 kartų“, - aiškina tyrimui vadovavęs Erikas Kulkersas (Erik Kuulkers) iš ESA Europos kosminės astronomijos centro Ispanijoje.

Tyrėjai taip pat pastebėjo, kad dvinarė sistema įsikūrusi gerokai aukščiau Paukščių Tako galaktikos disko. Tai būdinga tik dviem kitoms tokio tipo sistemoms (viena iš jų – ankstesnioji rekordininkė Swift J1753.5–0127).

„Didelis galaktinės platumos laipsnis ir labai trumpas orbitinis periodas yra potencialiai naujos dvinarių sistemų tipo požymiai, - pažymi E. Kulkersas. – Tai gali būti objektai, kurie buvo “išspirti„ iš galaktinio disko, o išspyrė juos ne kas kitas, o žvaigždės sprogimas, po kurio susiformuoja juodoji skylė.“