Mednarodno sodelovanje med Japonsko in Švedsko je pomagalo razjasniti, kako gravitacija vpliva na obliko snovi okoli črne luknje v dvojniku Cygnus X-1. Njihove ugotovitve, objavljene v Nature Astronomy ta mesec, bodo znanstvenikom pomagale nadalje razumeti fiziko močne gravitacije in razvoj črnih lukenj in galaksij.
V bližini središča ozvezdja Cygnus je zvezda, ki kroži okoli prve črne luknje v vesolju. Skupaj tvorijo binarni sistem, znan kot Cygnus X-1. Ta črna luknja je tudi eden najsvetlejših rentgenskih virov na nebu. Vendar je bila geometrija snovi, ki ustvarja to svetlobo, negotova. Raziskovalna skupina je te informacije razkrila zahvaljujoč novi tehniki rentgenske polarimetrije.
Fotografiranje črne luknje ni enostavno. Prvič, črne luknje ni mogoče videti, ker je svetloba ne more zapustiti. Namesto da bi opazovali samo črno luknjo, lahko znanstveniki opazujejo svetlobo, ki izvira iz snovi ob njej. V primeru Cygnusa X-1 bo to svetlobo oddajala zvezda blizu črne luknje.
Večina svetlobe, ki jo vidimo, vibrira v več smereh. Polarizacija filtrira svetlobo tako, da vibrira v eno smer. To je podobno temu, kako snežna očala s polariziranimi lečami pomagajo smučarjem videti, kam gredo po gori, ker filter razprši sneg, ki se odbija od snega.
"Enako je s trdimi rentgenskimi žarki blizu črne luknje," pravi soavtor Hiromitsu Takahashi. »Toda ta filter iz črne luknje pridobiva trde rentgenske in gama žarke. Nobena očala vas ne bodo rešila teh žarkov, zato potrebujemo še eno posebno napravo za merjenje tega sipanja svetlobe."
Ekipa je morala ugotoviti, od kod prihaja svetloba in kje se razprši. Za obe meritvi smo uporabili balonski polarimeter PoGO +. Dva konkurenčna modela opisujeta, kako je videti snov poleg črne luknje v binarnem sistemu, kot je Cygnus X-1: stebriček in razširjeni model. V modelu svetilke je korona kompaktna in tesno povezana s črno luknjo. Fotoni so upognjeni proti akrecijskemu disku, kar ima za posledico večjo odbojnost svetlobe. V razširjenem modelu je korona večja in se širi okoli črne luknje. Svetloba, ki jo odbije disk, je šibkejša. Ker se svetloba v močni gravitaciji črne luknje ni veliko upogibala, je ekipa zaključila, da črna luknja sledi razširjenemu modelu korone.
Promocijski video:
Ilya Khel