в продължение на десетилетия рентгеновите астрономите са изучавали поведението на двукомпонентни с
Мисия: Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)

---

В продължение на десетилетия, рентгеновите астрономите са изучавали поведението на двукомпонентни системи състоящи се от нормална звезда и черна дупка. В тези системи газа от нормалната звезда се притегля от черната дупка и формира диск около нея. Триенето в диска нагрява газа до милиони градуси - достатъчно за производството на рентгенови лъчи. На вътрешния край на диска, близо до черната дупка, силни магнитни полета изхвърлят част от газа в двойка, противоположно насочени струи със скорост около половината от скоростта на светлината.

Това е най-голямата картина, но подробностите са неуловими. Например откъде възникват по-голямата част от рентгеновите лъчи? От струите? От диска? Или от високо енергийния регион на прага на черната дупка?

Сега астрономите използват спътника Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) на НАСА, заедно с оптични, инфрачервени и радио данни, са открили, че повечето от Х-лъчите произхождат от струите.
Увеличаване

През април 2000-та год., XTE J1550-564 избухна. Синята линия показва енергията и яркостта на рентгеновите лъчи от системата зарегистрирани от RXTE на НАСА. Вътре е показано къде рентгеновите лъчи се смята, че произхождат от околностите на черната дупка. От юни до септември, джетовете на системата се смята че са произвели по-голямата част от рентгеновите лъчи. Credit: NASA/RXTE



"Теоретичните модели предполагат тази възможност от няколко години, но това е първия път, когато сме го потвърдили чрез мултивълнов анализ", казва Дейвид Ръсел, водещ автор на изследването и пост-докторант изследовател от Университета в Амстердам.

Ръсел и колегите му наблюдават добре проучен изблик на черна дупка от двукомпонентната система XTE J1550-564. Системата се намира на 17 000 светлинни години в южното съзвездие Norma и съдържа черна дупка с маса около 10 пъти слънчевата. Тя е открита внезапно от RXTE през 1998 г., когато системата за кратко се превръща в една от най-ярките източници на рентгенови лъчи на небето.

RXTE наблюдава събитието в рентгеновата област, с малко допълнителна помощ от Чандра. Оптичните и инфрачервени наблюдения на избухването се извършват от YALO 1-метровия телескоп на Cerro Tololo - интер американската обсерватория в Чили, а радио наблюдения са направени от Australia Telescope Compact Array.

Въз основа на тези данни, Ръсел и екипът му възстановяват подробна картина на емисиите от рентгенови лъчи по време на избухването.

"Подозирахме, че тези изблици са свързани с увеличаването на масата, попадаща върху черната дупка", обяснява Ръсел. "Къде и как възникват емисиите представляват само улики на това което става."

Изблика започва в средата на април 2000 г., и рентгеновите емисии са доминирани от лъчи с по-висока енергия или така наречените "твърди" рентгенови лъчи излъчвани от един район в непосредствена близост до черната дупка.

"Смятаме, че източника на тези рентгенови лъчи е регион с много енергични електрони, които образуват корона около най-вътрешната част на диска," казва Ръсел. Когато тези електрони се сблъскат с фотоните на видимата светлина, енергията на фотоните се увеличава до твърди рентгенови лъчи, процес известен като обратно разсейване. Струите също отделят подобни лъчи, но те са само дребни играчи.

През следващите няколко седмици, върха на рентгеновите емисии се премества в по-ниските "меки" източници на енергия и изглежда се излъчват от плътния газ в в акреционният диск. В същото време, горещия диск причиняващ джетовете угасва и подобно на дюзи и ги затваря.

До края на май 2000 г., акреционният диск се е нагрял достатъчно, от което струите се включват отново. Повечето от по-енергичните рентгенови лъчи, отново произхождат от разсейването на енергичните електрони в близост до черната дупка.

В началото на юни, системата избледнява и върха на нейните емисии постепенно се премества към по-меката радиация дължаща се на струите, които се очертават като основен източник на рентгенови лъчи. В струята, електрони и позитрони се движат със скорост, която е значителна част от скоростта на светлината и излъчват радиация, която се дължи на срещата им с магнитните полета - процес наречен синхротронни емисии.

Струите изискват непрекъсната доставка на частици с енергия трилиони електрон волта - милиарди пъти енергията на видимата светлина. "Общата енергия на джетовете е огромна, много по-голяма отколкото се смяташе досега," каза Ръсел.

През лятото емисиите от струите постепенно избледняват и техните рентгенови емисии омекват. До септември, ярките рентгенови лъчи идват от високоскоростните сблъсъци на струите с материята изхвърлена в космоса по време на предишни изригвания.

"Ние наистина започваме да разбираме тези екстремни системи, благодарение до голяма степен на RXTE," Ръсел добавя. "Ние можем да прилагаме това, което сме научили от близките двойни системи като XTE J1550 върху супермасивни черни дупки и джетове намиращи се в центровете на галактиките."

Стартирал през 1995 г., RXTE все още ще е изправен. "От сегашните мисии на НАСА, само Хъбъл работи от толкова дълго", заяви Тод Strohmayer. Уникалните способности RXTE дават представа за черните дупки и неутронните звезди и изследва кратките, слаби изблици, които лесно се пропускат от други текущи мисии работещи на X-Ray режим.

RXTE започва работа на 30 дек 1995 от космическия център Кенеди на НАСА. Мисията се ръководи и контролира от космическият център Годард (GSFC). Първоначално сателита е проектиран за живот от две години, после е удължен с още пет, но в крайна сметка RXTE ги е надживял и тях и все още се представя добре. Сателита е проектиран главно за зарегистриране на променливи рентгенови източници. RXTE е изведен с ракетата Делта II в ниска околоземна орбита на височина от 580 км, което съответства на орбитален период от около 90 минути, с наклон от 23 градуса.

Сателита е снабден с два набора инструменти, едните покриващи по-меките рентгенови лъчи, а другите са предназначени за регистриране на по - високо енергичните такива (СПС). В допълнение RXTE е оборудван с монитор за цялото небе (ASM), който сканира около 80% от небето на всяка орбита, което позволява наблюдение от 90 минути или повече. Данните от СПС и ASM се обработват на борда от експерименталната Data System ( EDS ) построена от Масачузетския технологичен институт.

Източник: НАСА

---

• 1960
• 0
• Mar 25, 2012

---

Коментар