Medzinárodná spolupráca medzi Japonskom a Švédskom pomohla objasniť, ako gravitácia ovplyvňuje tvar hmoty okolo čiernej diery v dvojhviezdi Cygnus X-1. Ich objavy zverejnené tento mesiac v Nature Astronomy pomôžu vedcom lepšie pochopiť fyziku silnej gravitácie a vývoj čiernych dier a galaxií.
Blízko centra súhvezdia Labuť je hviezda obiehajúca okolo prvej čiernej diery vo vesmíre. Spolu tvoria binárny systém známy ako Cygnus X-1. Táto čierna diera je tiež jedným z najjasnejších röntgenových zdrojov na oblohe. Geometria hmoty, ktorá generuje toto svetlo, však bola neistá. Výskumný tím odhalil tieto informácie vďaka novej röntgenovej polarimetrickej technike.
Odfotiť čiernu dieru nie je ľahké. Po prvé, čiernu dieru nie je možné vidieť, pretože svetlo ju nemôže opustiť. Namiesto pozorovania samotnej čiernej diery môžu vedci pozorovať svetlo vychádzajúce z hmoty vedľa nej. V prípade Cygnus X-1 bude toto svetlo vyžarované hviezdou v blízkosti čiernej diery.
Väčšina svetla, ktoré vidíme, vibruje mnohými smermi. Polarizácia filtruje svetlo tak, že vibruje jedným smerom. Je to podobné ako to, keď snehové okuliare s polarizovanými šošovkami pomáhajú lyžiarom zistiť, kam idú z kopca, pretože filter rozptyľuje sneh odrážajúci sa od snehu.
„Rovnako je to aj s tvrdými röntgenovými lúčmi v blízkosti čiernej diery,“hovorí spoluautor Hiromitsu Takahashi. "Ale tento filter je preniknutý tvrdými röntgenovými a gama lúčmi z čiernej diery." Pred týmito lúčmi vás nezachránia žiadne okuliare, takže na meranie tohto rozptylu svetla potrebujeme ďalšie špeciálne zariadenie. ““
Tím potreboval zistiť, odkiaľ svetlo pochádza a kam sa rozptyľuje. Pre obe merania sa použil röntgenový balónikový polarimeter PoGO +. Dva konkurenčné modely popisujú, ako vyzerá hmota vedľa čiernej diery v binárnom systéme, ako je Cygnus X-1: stĺpik lampy a rozšírený model. V modeli lampy je koróna kompaktná a úzko súvisí s čiernou dierou. Fotóny sú ohnuté smerom k akrečnému disku, čo vedie k väčšiemu odrazu svetla. V rozšírenom modeli je koróna väčšia a šíri sa okolo čiernej diery. Svetlo odrážané diskom je slabšie. Pretože sa svetlo pri silnej gravitácii čiernej diery príliš neohýbalo, tím dospel k záveru, že čierna diera sleduje rozšírený korónový model.
Propagačné video:
Iľja Khel