Internasjonalt samarbeid mellom Japan og Sverige har bidratt til å avklare hvordan tyngdekraften påvirker materiens form rundt et svart hull i Cygnus X-1-binæren. Deres funn, publisert i Nature Astronomy denne måneden, vil hjelpe forskere å forstå fysikken til sterk tyngdekraft og utviklingen av sorte hull og galakser.
Nær sentrum av konstellasjonen Cygnus er en stjerne som kretser rundt det første sorte hullet som finnes i universet. Sammen danner de et binært system kjent som Cygnus X-1. Dette sorte hullet er også en av de lyseste røntgenkildene på himmelen. Imidlertid var geometrien til saken som genererer dette lyset usikker. Forskerteamet avslørte denne informasjonen takket være en ny røntgenpolarimetri-teknikk.
Det er ikke lett å ta et bilde av et svart hull. For det første kan man ikke se et svart hull fordi lys ikke kan forlate det. I stedet for å observere det sorte hullet i seg selv, kan forskere observere lys som kommer fra materie ved siden av det. I tilfelle Cygnus X-1 vil dette lyset sendes ut av en stjerne nær det svarte hullet.
Det meste av lyset vi ser vibrerer i mange retninger. Polarisering filtrerer lys slik at det vibrerer i en retning. Dette ligner på hvordan snøbriller med polariserte linser hjelper skiløpere å se hvor de skal nedover fjellet fordi filteret diffunderer snøen som reflekterer fra snøen.
"Det er det samme med harde røntgenstråler i nærheten av et svart hull," sier medforfatter Hiromitsu Takahashi. “Men dette filteret er trengt gjennom harde røntgenstråler og gammastråler fra det svarte hullet. Ingen briller vil redde deg fra disse strålene, så vi trenger en annen spesiell enhet for å måle denne spredningen av lys."
Teamet trengte å finne ut hvor lyset kommer fra og hvor det sprer seg. For begge målingene ble et PoGO + røntgenballongpolarimeter brukt. To konkurrerende modeller beskriver hvordan saken ser ut ved siden av et svart hull i et binært system som Cygnus X-1: lyktestolpen og den utvidede modellen. I lampestolpemodellen er koronaen kompakt og nært knyttet til det svarte hullet. Fotonene bøyer seg mot akkretjonsskiven, noe som resulterer i mer lysrefleksjon. I den utvidede modellen er koronaen større og sprer seg rundt det svarte hullet. Lyset som reflekteres av platen er svakere. Siden lys ikke bøyde seg mye i det svarte hullets sterke tyngdekraft, konkluderte teamet med at det svarte hullet følger den utvidede koronamodellen.
Kampanjevideo:
Ilya Khel
