Nämä suihkut, joita on havaittu yli vuosisadan ajan, olivat arvoituksellisia, kunnes kansainvälinen tiimi, jota johti professori Kazutaka Yamaoka, onnistui purkamaan niiden muodostumisen. Julkaistut Astronomical Society of Japanin julkaisuissa, heidän työnsä osoittavat, että nämä ilmiöt tapahtuvat, kun mustan aukon ympärillä oleva akretiolevy supistuu äkillisesti.

Kaasulevyn sisäreuna lähestyy nopeasti lähintä vakaata ympyräorbiittia (ISCO) tähtimustan aukon lähellä, mikä laukaisee plasmapurkauksen. Purkaus jatkuu, kunnes sisäreuna lakkaa liikkumasta.
Luotto: T. Kawaguchi (Toyaman yliopisto) & K. Yamaoka (Nagoyan yliopisto)
Tutkimus keskittyi binaarijärjestelmään, joka koostuu mustasta aukosta ja auringon kaltaisesta tähdestä. Tutkijat analysoivat röntgen- ja radiotietoja, paljastaen, että suihkut ilmestyvät, kun levyn sisäinen säde saavuttaa ISCO:n, lähimmän vakaan ympyräorban. Tämä löytö on ristiriidassa teoreettisten mallien kanssa, jotka olettavat staattisia olosuhteita.
Suihkut vaikuttavat tähtien muodostumiseen ja jakavat energiaa universumissa. Niiden ymmärtäminen avaa uusia näkökulmia galaksien kehitykseen ja mustien aukkojen fysiikkaan. Tutkijat aikovat nyt soveltaa näitä tuloksia supermassiivisiin mustiin aukkoihin.
Tämä tutkimus korostaa dynaamisten olosuhteiden merkitystä suihkujen muodostumisessa. Röntgenissä havaittuja muutoksia, joissa pehmeät röntgenit lisääntyvät, on suoraan liitetty akretiolevyn liikkeeseen. Nämä havainnot mahdollistavat nyt suihkujen esiintymisen ennustamisen tarkemmin.
Professori Yamaoka korostaa, että nämä mekanismit voisivat olla universaaleja, ja ne pätevät sekä mustiin aukkoihin että supermassiivisiin. Kuitenkin näiden jälkimmäisten tutkiminen esittää lisähaasteita niiden hitaamman kehityksen ja sisäisten rakenteidensa mittaamisen vaikeuden vuoksi.
Mitkä ovat akretiolevyt?
Akretiolevy on rakenne, joka muodostuu aineesta, joka kiertää massiivista keskuskohdetta, kuten mustaa aukkoa. Tämä aine, pääasiassa kaasu ja pöly, vetää puoleensa keskuskohteen painovoiman ja kasaantuu ohuena ja kuumana levyyn.
Akretiolevy on äärimmäisten fysikaalisten ilmiöiden paikka, jossa aine voi saavuttaa useiden miljoonien asteiden lämpötiloja. Tämä intensiivinen lämpö aiheuttaa röntgenien säteilyä, joka on havaittavissa maapallolta.
Akretiolevyn dynamiikka on ratkaisevan tärkeää ymmärtää, kuinka mustat aukot kasvavat ja kuinka ne voivat purkaa aineen suihkuja. Levyn differentiaalinen pyöriminen, jossa sisäosat pyörivät nopeammin kuin ulko-osat, tuottaa kitkaa, joka lämmittää ainetta.
Akretiolevyjen tutkiminen mahdollistaa myös Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian testaamisen, erityisesti äärimmäisen painovoiman ympäristöissä mustien aukkojen lähellä.
Miksi plasmasuihkut ovat tärkeitä?
Mustista aukoista purkautuvat plasmasuihkut ovat yksi universumin energisimmistä ilmiöistä. Ne voivat ulottua tuhansien valovuosien päähän ja vaikuttaa tähtien muodostumiseen galakseissa.
Nämä suihkut kuljettavat energiaa ja ainetta lähes valon nopeudella. Ne näyttelevät keskeistä roolia aineen ja energian jakamisessa universumissa, vaikuttaen siten galaksien kehitykseen.
Suihkut toimivat myös merkkipaaluna etäisten mustien aukkojen paikallistamiseksi. Niiden tutkimus auttaa astronomit ymmärtämään paremmin mustien aukkojen ominaisuuksia, kuten niiden massaa ja pyörimistä.
Plasmasuihkut tarjoavat myös ainutlaatuisen näkymän äärimmäisiin fysikaalisiin prosesseihin, jotka tapahtuvat mustien aukkojen lähellä, missä fysiikan lait ovat äärimmäisissä rajoissa.