Röntgenöversikt fångar aldrig tidigare skådat material runt ett svart hål

Röntgenöversikt fångar aldrig tidigare skådat material runt ett svart hål

Det svarta hålet i Cygnus X-1 är en av de ljusaste källorna till röntgenstrålar i himlen. Ljus nära det svarta hålet kommer från materia som pumpas från satelliten

Samarbetet mellan japanska och svenska forskare avslöjade hur gravitation påverkar materieformen nära ett svart hål i Cygnus X-1-binärsystemet. Dessa resultat kommer att bidra till att förstå fysiken med kraftfull gravitation och utvecklingen av svarta hål och galaxer.

Nära mitten av konstellationen Cygnus är en stjärna som roterar runt det första svarta hålet som finns i universum. Tillsammans bildar de ett dubbelsystem Cygnus X-1. Detta svarta hål spelar också rollen som den ljusaste röntgenkällan i himlen. Men geometrin hos materielgenererande ljus förblev osäkert. Forskare använde röntgenpolarimetri för att avhjälpa problemet.

Ta en bild av ett svart hål är inte lätt. Först och främst är det omöjligt att observera objektet, eftersom svart ljus inte kan fly. Därför är det nödvändigt att ställa in på det ljus som kommer från materia nära ett svart hål. Situationen med Cygnus X-1 handlar om ett svart hål som spinner runt. Ljus vibrerar i många riktningar.

Röntgenöversikt fångar aldrig tidigare skådat material runt ett svart hål

Polarisationsfilter lyser så att det vibrerar i en riktning. Filtret sänder röntgenstrålar och gammastrålar som kommer från ett svart hål. Teamet måste ta reda på var ljuset kommer ifrån och där det sprider sig. För att utföra båda mätningarna lanserade de en röntgenpolarimeter i en PoGO + -ballong. Därifrån kunde forskare avgöra hur mycket av röntgenerna reflekterades från accretionsdisken.

Två konkurrerande modeller beskriver hur materia nära ett svart hål kan se ut i ett binärt system: en lampspole och en utökad modell. Den första är att kronan är kompakt och degen är ansluten till ett svart hål. Fotonerna böjer sig till accretionsdisken, vilket leder till mer reflekterat ljus. I den expanderade modellen är corona större och sprider sig runt det svarta hålet. Då är det reflekterade ljuset på skivan svagare.

Röntgenöversikt fångar aldrig tidigare skådat material runt ett svart hål

Den konstnärliga visionen av två konkurrerande modeller: lamppolen och den utökade. Den svarta pricken är ett svart hål, blått är dess accretionsdisk och den röda är kronan

Eftersom ljuset inte böjde sig så starkt under det svarta hålets kraftfulla gravitation, drog forskarna slutsatsen att den expanderade modellen fungerade. Denna information hjälper till att få fler egenskaper hos svarta hål. Till exempel deras rotation. Rotationseffekten kan ändra speltid runt det svarta hålet och ge en antydan till utvecklingsprocessen.

Kommentarer (0)
Sök