Използвайки телескопа IBIS на борда на спътника INTEGRAL на Европейската космическа агенция, изследователите съобщават за първите измервания на поляризацията от двойна система с черна дупка, която включва черна дупка и нормална звезда, орбитираща около общ център на масата.
Новите наблюдения показват, че хаотичният регион е резбован от магнитни полета и представляват първите път, когато магнитните полета са идентифицирани толкова близо до черна дупка. Най-важното е, че Integral показва, че те са силно структурирани магнитни полета, които образуват авариен тунел за гореща материя, които иначе биха се потопили в черната дупка в рамките на милисекунди.
Филип Лоран е изследовател в Института за изследване на основните закони на Вселената (IRFU), на CEA във Франция. Той е водещ автор на хартията, която се появява днес вScience Express.
Лоран и неговите колеги откриха поляризирани фотони на гама-лъчи, идващи от Cygnus X-1 (19)з 58m 21.6756с + 35 ° 12 ′ 05.775 ″), добре известна рентгенова двоична система с черна дупка в съзвездието Cygnus. Те предполагат, че поляризираната емисия произхожда от струя релативистични частици в непосредствена близост до черната дупка.
Графиката по-горе се отнася до резултатите на екипа: „докато фотоните с ниска енергия изглежда не са поляризирани (входната линия вляво е просто плоска), по-високо енергийните са силно поляризирани (входната линия вдясно изглежда синусоидална ) и следователно трябва да са свързани със струята “, пише Лоран в имейл.
Авторите разкриват повече подробности чрез статията: „Спектралното моделиране на данните разкрива два емисионни механизма: Данните от 250-400 кЕВ са в съответствие с емисиите, доминирани от разсейването на Комтон върху термичните електрони и са слабо поляризирани“, пишат те. „Вторият спектрален компонент, наблюдаван в обхвата 400keV-2MeV, е контрастно поляризиран, което показва, че емисиите на MeV вероятно са свързани с първата струя, открита в радиочестотната лента.“
Техните доказателства сочат, че магнитното поле на черната дупка е достатъчно силно, за да откъсне частици от гравитационните съединители на черната дупка и да ги прекара навън, създавайки струи материя, която стреля в космоса, според съобщението на ESA. Частиците в струите се изтеглят в спирални траектории, докато изкачват магнитното поле към свобода и това влияе върху свойството на светлината им от гама-лъчи, известно като поляризация.
Гама лъч, подобно на обикновената светлина, е вид вълна, а ориентацията на вълната е известна като нейната поляризация. Когато спирала с бързи частици в магнитно поле, тя произвежда вид светлина, известна като излъчване на синхротрон, която показва характерен модел на поляризация. Именно тази поляризация екипът е открил в гама лъчите. Беше трудно да се направи наблюдение.
„Трябваше да използваме почти всяко наблюдение, което Integral някога е правил от Cygnus X-1, за да направим това откриване“, казва Лоран.
Натрупани в продължение на седем години, тези многократни наблюдения на черната дупка са общо над пет милиона секунди време за наблюдение, което е еквивалентно на заснемане на едно изображение с време на експозиция повече от два месеца. Екипът на Лоран ги добави всички заедно, за да създадат точно такава експозиция.
„Все още не знаем как точно падащата материя се превръща в струите. Между теоретиците има голям дебат; тези наблюдения ще им помогнат да вземат решение “, казва Лоран.
Радиотелескопите вече са виждали струи около черни дупки, но такива наблюдения не могат да видят черната дупка достатъчно подробно, за да се знае точно колко близо до черната дупка възникват струите. Това прави тези нови наблюдения безценни. Подобни поляризационни измервания могат да дадат пряк поглед върху същността на много астрофизични процеси и изследователите казват, че в бъдеще тяхното откриване би могло да доразвие нашето разбиране за емисионните механизми на Cygnus X-1, модел за други бинарници с черни дупки в вселена.
Източник: наука, Документът се появява днес, в Science Express уебсайт.
