Internationalt samarbejde mellem Japan og Sverige har hjulpet med at afklare, hvordan tyngdekraften påvirker stofens form omkring et sort hul i Cygnus X-1-binæren. Deres fund, der blev offentliggjort i Nature Astronomy denne måned, vil hjælpe forskere med at forstå fysikken med stærk tyngdekraft og udviklingen af sorte huller og galakser.
Nær midten af stjernebilledet Cygnus er en stjerne, der kredser om det første sorte hul, der findes i universet. Sammen danner de et binært system kendt som Cygnus X-1. Dette sorte hul er også en af de lyseste røntgenkilder på himlen. Imidlertid var geometri af sagen, der genererer dette lys, usikker. Forskergruppen afslørede disse oplysninger takket være en ny røntgenpolarimetri-teknik.
Det er ikke let at tage et billede af et sort hul. For det første kan et sort hul ikke ses, fordi lys ikke kan forlade det. I stedet for at observere selve det sorte hul kan forskere observere lys, der stammer fra stof ved siden af det. I tilfælde af Cygnus X-1 udsendes dette lys af en stjerne nær det sorte hul.
Det meste af lyset vi ser vibrerer i mange retninger. Polarisering filtrerer lys, så det vibrerer i en retning. Dette svarer til, hvordan snebriller med polariserede linser hjælper skiløbere med at se, hvor de skal ned ad bjerget, fordi filteret spreder sneen, der reflekterer fra sneen.
"Det er det samme med hårde røntgenbilleder i nærheden af et sort hul," siger medforfatter Hiromitsu Takahashi.”Men dette filter er trængt ind af hårde røntgenstråler og gammastråler fra det sorte hul. Ingen briller vil redde dig fra disse stråler, så vi har brug for en anden speciel enhed til at måle denne spredning af lys."
Holdet havde brug for at finde ud af, hvor lyset kommer fra, og hvor det spreder. Til begge målinger blev der anvendt et PoGO + røntgenballonpolarimeter. To konkurrerende modeller beskriver, hvad der ser ud ved siden af et sort hul i et binært system som Cygnus X-1: lygtepælen og den udvidede model. I lygtepælsmodellen er koronaen kompakt og tæt beslægtet med det sorte hul. Fotonerne er bøjet mod akkretionsskiven, hvilket resulterer i mere lysreflektion. I den udvidede model er koronaen større og spreder sig rundt om det sorte hul. Det reflekterede lys fra disken er svagere. Da lys ikke bøjede meget i det sorte huls stærke tyngdekraft, konkluderede holdet, at det sorte hul følger den udvidede koronamodel.
Salgsfremmende video:
Ilya Khel