Japán és Svédország nemzetközi együttműködése segített tisztázni, hogy a gravitáció milyen hatással van az anyag alakjára a Cygnus X-1 bináris fekete lyuk körül. A Természet Csillagászatban ebben a hónapban megjelent eredményeik segítenek a tudósoknak abban, hogy jobban megértsék az erős gravitáció fizikáját, valamint a fekete lyukak és galaxisok evolúcióját.
A Cygnus csillagkép közepe közelében található egy csillag, amely az univerzumban talált első fekete lyuk körül kering. Együtt alkotnak egy bináris rendszert, amelyet Cygnus X-1 néven ismernek. Ez a fekete lyuk az égvilág egyik legfényesebb röntgenforrása is. Az anyag geometriája azonban, amely ezt a fényt generálja, bizonytalan volt. A kutatócsoport egy új röntgenpolarimetriás technikának köszönhetően tárta fel ezeket az információkat.
A fekete lyukról képet készíteni nem könnyű. Először is, egy fekete lyuk nem látható, mert a fény nem hagyhatja el. A tudósok ahelyett, hogy megfigyelnék magát a fekete lyukat, megfigyelhetik a mellette lévő anyagból áradó fényt. A Cygnus X-1 esetében ezt a fényt a fekete lyuk közelében lévő csillag bocsátja ki.
A látott fény nagy része sokfelé rezeg. A polarizáció úgy szűri a fényt, hogy az egy irányban rezegjen. Ez hasonlít ahhoz, ahogy a polarizált lencsével ellátott hőszemüveg segít a síelőknek meglátni, merre mennek a hegyről, mert a szűrő eloszlatja a havat visszatükröző havat.
"Ugyanez van a fekete rés közelében lévő kemény röntgensugarakkal is" - mondja Hiromitsu Takahashi társszerző. „De ezt a szűrőt kemény röntgen- és gammasugarak hatolják át a fekete lyukból. Egyetlen szemüveg sem ment meg ezektől a sugaraktól, ezért szükségünk van egy másik speciális eszközre a fény szóródásának mérésére."
A csapatnak ki kellett derítenie, honnan származik és hová szóródik a fény. Mindkét méréshez PoGO + röntgen ballon polarimétert használtunk. Két versengő modell leírja, hogyan néz ki az anyag egy bináris rendszerben található fekete lyuk mellett, mint például a Cygnus X-1: a lámpaoszlop és a kiterjesztett modell. A lámpaoszlop modellben a korona kompakt és szorosan kapcsolódik a fekete lyukhoz. A fotonok az akkréciós korong felé hajlanak, ami nagyobb fényvisszaverődést eredményez. A kiterjesztett modellben a korona nagyobb, és a fekete lyuk körül terjed. A korong által visszavert fény gyengébb. Mivel a fény nem sokat hajlott a fekete lyuk erős gravitációjában, a csapat arra a következtetésre jutott, hogy a fekete lyuk a kibővített koronamodellt követi.
Promóciós videó:
Ilya Khel