Utilizând telescopul IBIS de la satelitul INTEGRAL al Agenției Spațiale Europene, cercetătorii au raportat primele măsurători ale polarizării dintr-un sistem binar cu gaură neagră, care cuprinde o gaură neagră și o stea normală care orbitează în jurul unui centru comun de masă.
Noile observații dezvăluie că regiunea haotică este filetată de câmpuri magnetice și reprezintă prima dată când au fost identificate câmpuri magnetice atât de aproape de o gaură neagră. Cel mai important, Integral arată că sunt câmpuri magnetice puternic structurate, care formează un tunel de evacuare pentru materie fierbinte, care altfel s-ar cufunda în gaura neagră din milisecunde.
Philippe Laurent este cercetător la Institutul pentru Cercetări în Legile Fundamentale ale Universului (IRFU), al CEA din Franța. El este autorul principal pe hârtie, care apare astăzi înScience Express.
Laurent și colegii săi au detectat fotoni cu raze gamma polarizate provenite de la Cygnus X-1 (19)h 58m 21.6756s + 35 ° 12 ′ 05.775 ″), un bine-cunoscut sistem binar cu raze X cu raze X din constelația Cygnus. Ele sugerează că emisia polarizată provine dintr-un jet de particule relativiste aflate în imediata apropiere a găurii negre.
Graficul de mai sus se referă la rezultatele echipei: „în timp ce fotonii cu energie scăzută par să nu fie polarizați (linia de intrare din stânga este doar plană), cele cu energie mai mare sunt puternic polarizate (linia de intrare din dreapta pare a fi sinusoidală ), și astfel ar trebui să aibă legătură cu jetul ”, a scris Laurent într-un e-mail.
Autorii dezvăluie mai multe detalii prin intermediul lucrării: „Modelarea spectrală a datelor relevă două mecanisme de emisie: datele de 250-400 keV sunt în concordanță cu emisiile dominate de împrăștierea Compton pe electronii termici și sunt slab polarizate”, scriu ei. "A doua componentă spectrală văzută în banda 400keV-2MeV este, prin contrast, puternic polarizată, dezvăluind că emisia MeV este probabil legată de jetul detectat pentru prima dată în banda radio."
Dovezile lor indică faptul că câmpul magnetic al găurii negre este suficient de puternic pentru a smulge particulele din ghearele gravitaționale ale găurii negre și a le înfășura spre exterior, creând jeturi de materie care se trag în spațiu, se arată într-un comunicat de presă al ESA. Particulele din jeturi sunt atrase în traiectorii în spirală, deoarece urcă câmpul magnetic în libertate, ceea ce afectează o proprietate a luminii lor cu raze gamma, cunoscută sub numele de polarizare.
O rază gamma, ca lumina obișnuită, este un fel de undă, iar orientarea undei este cunoscută sub numele de polarizarea ei. Când o particulă rapidă spiralează într-un câmp magnetic, produce un fel de lumină, cunoscută sub denumirea de emisie de sincrotron, care afișează un model caracteristic de polarizare. Această polarizare a găsit-o echipa în razele gamma. A fost o observație dificilă de făcut.
„A trebuit să folosim aproape fiecare observație pe care Integral a făcut-o vreodată Cygnus X-1 pentru a face această detectare”, spune Laurent.
Amasate peste șapte ani, aceste observații repetate ale găurii negre totalizează acum peste cinci milioane de secunde de timp de observare, echivalentul luării unei singure imagini cu un timp de expunere mai mare de două luni. Echipa lui Laurent i-a adăugat pe toți pentru a crea doar o astfel de expunere.
„Încă nu știm cu exactitate cum se transformă materia înfiorătoare în jeturi. Există o mare dezbatere între teoreticieni; aceste observații îi vor ajuta să decidă ", spune Laurent.
Radiotelescoapele au fost văzute anterior în jurul găurilor negre, dar astfel de observații nu pot vedea gaura neagră în detalii suficiente pentru a ști exact cât de aproape de gaura neagră își au originea jeturile. Acest lucru face ca aceste noi observații să fie de neprețuit. Astfel de măsurători de polarizare pot oferi informații directe asupra naturii multor procese astrofizice, iar cercetătorii spun că, în viitor, descoperirea lor ar putea înțelege mai mult mecanismele de emisie ale Cygnus X-1, un model pentru alte binare cu găuri negre din univers.
Sursă: Ştiinţă. Hârtia apare astăzi, la Science Express site-ul web.
