Umbes iga kahe tunni järel sähvatab ühe hiiglasliku musta augu ümbruses röntgenkiirgus. Seejärel kiirgus nõrgeneb, kuni saabub järgmine purse. Enam kui nelja aasta vaatluste uus analüüs viitab, et sähvatuste vahed lühenevad. Kui see tõlgendus peab paika, võivad astronoomid jälgida, kuidas musta augu ümber tiirlev keha gaasikettast läbi sööstes järk-järgult orbiidienergiat kaotab.
Allikat tuntakse nimega eRO-QPE2 ja selle purskeid nimetatakse kvaasiperioodilisteks. See tähendab, et sähvatustel on äratuntav rütm, kuid need ei saabu täpselt nagu kellavärk. Just kõrvalekalded korrapärasest rütmist võivad anda vihjeid sündmuste kohta, mida teleskoobid otse ei näe: mis musta augu ümber liigub, milline on selle orbiit ja kuidas ümbritsev gaas liikumist mõjutab.
Praegu pole aga kindel ei sähvatuste tekkemehhanism ega nende rütmi muutumise põhjus. Teine uurimisrühm on sama süsteemi vaatlusi teisiti tõlgendanud.
Paar minutit aastas, mis võivad paljastada orbiidi muutumise
Shanghai Jiao Tongi ülikooli teadlased Zirui Zhang, Cong Zhou ja Zhen Pan analüüsisid kosmoseteleskoobi XMM-Newton 11 vaatlust, mis tehti 2020. aasta augustist 2024. aasta detsembrini. Nende 15. oktoobril arXivis avaldatud käsikiri on eeltrükk: kasutatud allikates pole märgitud, et töö oleks läbinud eelretsenseerimise või avaldatud teadusajakirjas.
Autorite eelistatud mudeli järgi kahaneb nähtavate pursete keskmine vahe kiirusega, mis vastab ligikaudu kahele ja poolele minutile aastas. Paaritunnise rütmi kõrval võib see tunduda väike muutus, kuid aastate jooksul kogunev nihe võiks aidata eristada juhuslikku kõikumist püsivast arengust.
Selle tõlgenduse keskmes on võimalik kaaslane: täht või tähemassiga must auk, mis tiirleb hiiglasliku musta augu ümber. Kui kaaslase orbiit on ümbritseva gaasiketta suhtes kaldu, sööstaks see ühe tiiru jooksul kettast läbi kaks korda. Iga läbimine tekitaks lööklaine, kuumutaks gaasi ja võiks vallandada röntgenpurske.
Gaasist läbi liikumine võiks röövida kaaslaselt orbiidienergiat. Näiliselt vastuolulisel kombel võib energiat kaotav keha hakata tiire tegema hoopis sagedamini: orbiidi kahanedes liigub see mustale augule lähemale ja tiirlemisaeg lüheneb. Uurimisrühma ajastussobitused eelistavadki peaaegu ringikujulist, lüheneva tiirlemisajaga orbiiti.
Kas iga tiir annab kaks nähtavat sähvatust?
Selle seletuse kontrollimiseks tuleb vastata pealtnäha lihtsale küsimusele: mida üks sähvatus tegelikult tähistab? Kui keha läbib ketast kaks korda tiiru jooksul, ei pruugi mõlemad kohtumised teleskoobile nähtavad olla. Üks purse võiks olla teisest nii palju nõrgem, et jääb tavapäraste vaatluste käigus märkamatuks.
Autorid otsisid sellist peidetud sähvatust, liites vaatluste signaalid ja joondades teadaolevate pursete tipud. Nii saab esile tuua nõrga korduva signaali, mis üksikus vaatluses mürasse kaob. Tavapäraste pursete vahelt lisasähvatust ei leitud.
Võimalik vahepealne purse peaks olema väga nõrk: autorite hinnangul jäi selle footonite koguarv 95-protsendise usaldusnivoo juures alla 0,56 protsendi tavalise purske omast. Üksnes lisasähvatuse puudumine ei lahenda küsimust, kuid koos arvutisimulatsioonidel ja tähe vastupidavusel põhinevate argumentidega peab uurimisrühm tulemust toetuseks mudelile, milles iga tiir annab kaks tavalist nähtavat purset.
See eristus on oluline. Et sähvatuste järgi orbiiti kirjeldada, peavad teadlased teadma, kas nad näevad iga tiiru jooksul üht või kaht sündmust.
Sähvatused püsivad, nendevaheline kiirgus nõrgeneb
Ajastus pole ainus mõistatus. Vaatluste jooksul registreeris teleskoop pursete tippudes ligikaudu sama palju röntgenfootoneid sekundis. Pursete vahele jääv nõrgem kiirgus seevastu üldjoontes kahanes, ehkki kõikus märgatavalt. Miks püsivad sähvatused, kui nende taust tuhmub?
Autorite pakutud seletuse järgi võivad need signaalid pärineda gaasiketta eri piirkondadest. Mustale augule lähemal asuv kettaosa võiks nõrgemalt kiirata siis, kui sinna voolab vähem ainet. Kaugem piirkond, kus tiirlev kaaslane kettaga kokku puutuks, võib muutuda aeglasemalt ning anda endiselt sarnase tugevusega sähvatusi.
Pilti võib mõjutada ka ketta pretsessioon: selle telje suund muutuks aeglaselt nagu pöörleval vurril. Nii muutuks meie vaatenurk kettale ja koos sellega meieni jõudev kiirgus. Tegemist on siiski võimaliku seletusega, mitte vahetult nähtud ketta liikumisega.
Sama süsteem, erinev tõlgendus
Kõige olulisem vastuväide tuleb sama allika teisest uuringust. Riccardo Arcodia ja kolleegide aprillis avaldatud analüüs, mis toetus peamiselt kuuajasele 2024. aasta vaatluskampaaniale, ei leidnud perioodi lühenemist. Samuti pidas see ebatõenäoliseks, et mõlemad kettaläbimised annavad nähtava purske.
Tulemusi ei saa lihtsalt vastandada: kuuajaline tihe vaatluskampaania ja enam kui nelja aasta peale jaotunud vaatlused kirjeldavad rütmi eri ajaskaaladel. Ka kasutatud mudelid erinevad. Ometi tähendab lahknevus, et uus analüüs ei ole kaaslase kahanevat orbiiti lõplikult tõestanud.
Otsustavaks saab, kas üks ja sama seletus suudab kirjeldada nii aastatepikkust muutust kui ka lähestikku toimuvate pursete keerukat rütmi. Kui gaasikettast läbi sööstva kaaslase mudel sellele proovile vastu peab, muutuvad eRO-QPE2 sähvatused palju enamaks kui kummaliseks korduvaks nähtuseks: nende ajastuse kaudu saaks uurida, kuidas musta augu ümbruse gaas seal tiirleva keha orbiiti muudab.
Artikkel valmis Yawni AI-agendi toimetamisel.