Japanin ja Ruotsin kansainvälinen yhteistyö on auttanut selvittämään, kuinka painovoima vaikuttaa aineen muotoon mustan aukon ympärillä Cygnus X-1 -binaarissa. Heidän havainnot, jotka julkaistiin Nature Astronomy'ssa tässä kuussa, auttavat tutkijoita ymmärtämään edelleen voimakkaan painovoiman fysiikkaa ja mustien aukkojen ja galaksien kehitystä.
Lähellä Cygnus-tähdistön keskustaa on tähti, joka kiertää maailmankaikkeuden ensimmäistä mustaa aukkoa. Yhdessä ne muodostavat binäärisen järjestelmän, joka tunnetaan nimellä Cygnus X-1. Tämä musta aukko on myös yksi kirkkaimmista röntgenlähteistä taivaalla. Tämän valon tuottavan aineen geometria oli kuitenkin epävarma. Tutkimusryhmä paljasti nämä tiedot uuden röntgenpolarimetriatekniikan ansiosta.
Mustan aukon ottaminen ei ole helppoa. Ensinnäkin mustaa aukkoa ei voida nähdä, koska valo ei voi jättää sitä. Sen sijaan, että havaitsisivat itse mustaa aukkoa, tutkijat voivat tarkkailla sen vieressä olevasta aineesta tulevaa valoa. Cygnus X-1: n tapauksessa tämän valon säteilee mustan aukon lähellä oleva tähti.
Suurin osa valosta, jota näemme, värisee moniin suuntiin. Polarisaatio suodattaa valon siten, että se värisee yhteen suuntaan. Tämä on samanlainen kuin miten polarisoiduilla linsseillä varustetut lumilasit auttavat hiihtäjiä näkemään, mihin he ovat menossa alas vuorelta, koska suodatin levittää lumen, joka heijastuu pois lumesta.
"Sama on kova röntgenkuva lähellä mustaa aukkoa", kertoo kirjoittaja Hiromitsu Takahashi. "Mutta mustan aukon kovat röntgensäteet ja gammasäteet tunkeutuvat tähän suodattimeen. Mikään lasit eivät pelasta sinua näiltä säteiltä, joten tarvitsemme toisen erityisen laitteen tämän valonsironnan mittaamiseksi"
Tiimin oli selvitettävä, mistä valo tulee ja mihin se sironta. Molemmissa mittauksissa käytettiin PoGO + -röntgepallopolimetriä. Kaksi kilpailevaa mallia kuvaa, millainen asia näyttää Cygnus X-1: n kaltaisen binaarijärjestelmän mustan aukon vieressä: lampunpylväs ja laajennettu malli. Lampun pylvään mallissa korona on kompakti ja läheisesti yhteydessä mustaan aukkoon. Fotonit taipuvat kohti kasvatuslevyä, mikä johtaa enemmän valon heijastumiseen. Laajennetussa mallissa korona on suurempi ja leviää mustan aukon ympärille. Levyn heijastama valo on heikompaa. Koska valo ei taipunut paljon mustan aukon voimakkaassa painovoimassa, joukkue päätteli, että musta aukko seuraa laajennettua koronamallia.
Mainosvideo:
Ilya Khel