Článek
Při padání do černé díry se hmota zahřívá na miliony stupňů, tento horký plyn vyzařuje rentgenové záření.
Vědci používají měření polarizace těchto rentgenových paprsků, aby otestovali a zlepšili stávající modely, které popisují, jak černé díry polykají hmotu a jak se z nich stávají jedny z nejsvítivějších zdrojů rentgenového záření ve vesmíru.
NASA vyslala na orbitu speciální dalekohledy, které budou zkoumat záhady vesmíru
Nová měření Cygnus X-1, publikovaná ve čtvrtek v odborném časopise Science, představují vůbec první taková pozorování černé díry vtahující hmotu. Byla pořízena rentgenovou vesmírnou observatoří Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), mezinárodní misí NASA a italské kosmické agentury ASI.
- IXPE je jedna z nejpokročilejších rentgenových observatoří, která zkoumá zejména neutronové hvězdy a černé díry ve vzdálených končinách vesmíru. Na oběžnou dráhu ji 9. prosince 2021 dopravila raketa Falcon 9 společnosti SpaceX. Sonda je vybavená speciálními rentgenovými zrcadly a technikou ohniskové roviny.
Jeden z nejjasnějších rentgenových zdrojů
Systém Cygnus X-1 je jedním z nejjasnějších rentgenových zdrojů v naší Galaxii, připomíná NASA. Tvoří jej černá díra o hmotnosti 21krát větší, než je hmotnost Slunce, v oběhu s doprovodnou hvězdou o hmotnosti 41násobku hmoty Slunce.
Teleskopy detekovaly nejsilnější gama záblesk
„Předchozí rentgenová pozorování černých děr měřila pouze energii, směr a čas příletu rentgenových paprsků z horkého plazmatu stáčejícího se do černé díry,“ popsal hlavní autor studie Henric Krawczynski, profesor fyziky na Washingtonově univerzitě v St. Louis a člen univerzitního centra McDonnell pro kosmické vědy.
„IXPE měří také jejich lineární polarizaci, která nese informaci o tom, jak byly rentgenové paprsky vyzářeny a zdali a kde se odrazily od látky v blízkosti černé díry,“ dodal.
NASA’s Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) has helped reveal the configuration of hot matter around a black hole! 🌌
— NASA Marshall (@NASA_Marshall) November 3, 2022
IXPE provided scientists with valuable information about a black hole weighing 21 times the mass of the Sun.
More HERE>>https://t.co/2Baqg725ai
Žádné světlo, ani to rentgenové, neunikne zpod tzv. horizontu událostí černé díry. Rentgenová emise detekovaná IXPE je vyzařována horkou látkou neboli plazmatem, v oblasti o průměru dvou tisíc kilometrů kolem 60kilometrového horizontu událostí černé díry.
Zkombinování dat z IXPE se souběžnými rentgenovými pozorováními ze sond NICER a NuSTAR americké NASA letos v květnu a červnu umožnilo autorům určit uspořádání, tedy tvar a polohu plazmatu kolem černé díry v Cygnus X-1.
Astronomové objevili zatím nejmenší a nejbližší černou díru v naší galaxii
Vědci zjistili, že plazma se rozpíná kolmo na oboustranný úzký plazmový výtrysk, tzv. jet. Odpovídající uspořádání směru polarizace rentgenového záření se směrem jetu silně podporuje hypotézu, že procesy v rentgenově jasné oblasti blízko černé díry hrají podstatnou roli při spouštění těchto výtrysků.
Odhalit, jak k sobě černé díry přitahují hmotu
Pozorování se shodují s modely, které předpovídají, že tzv. koróna horkého plazmatu buď nahrazuje vnitřní část disku hmoty vinoucí se směrem k černé díře, nebo tento disk obklopuje „jako sendvič“.
Lepší porozumění struktuře plazmatu kolem černé díry může odhalit hodně o tom, jakým způsobem černé díry k sobě přitahují hmotu. „Tyto nové pohledy umožní vylepšené rentgenové studie, jak gravitace zakřivuje prostor a čas v okolí černých děr,“ poznamenal Krawczynski.
Český astronom k vychýlení asteroidu: Metoda funguje, v budoucnu může odvrátit hrozbu
„Pozorování IXPE odhalují, že tok hmoty navíjející se na černou díru je viděn více zboku, než se dříve myslelo,“ vysvětlil spoluautor studie Michal Dovčiak z Astronomického ústavu AV ČR.
„To by mohla být známka nesouladu mezi orientací rotace černé díry a celého binárního systému,“ doplnila spoluautorka studie Alexandra Veledinová z univerzity ve finském Turku. „Této rozdílné orientace mohl systém nabýt, když hvězdný předchůdce nynější černé díry explodoval.“
Příspěvek českého týmu k objevu:
- vytváření unikátních modelů pro rentgenová polarimetrická data
- analýza a interpretace naměřených spektrálních a polarizačních dat
- plánování pozorování s družicemi IXPE, NICER a NuSTAR
- simulace pozorování pro odhad délky expozičního času při jeho přípravě
| Český tým vede Michal Dovčiak, který v rámci mise IXPE působí jako vedoucí vědecké skupiny černých děr hvězdných hmotností a je třetím autorem článku o Cygnus X-1. Dalšími členy autorského týmu z Astronomického ústavu AV ČR jsou Jiří Svoboda, Jakub Podgorný a Vladimír Karas. |