Pancutan lubang hitam dalam tenaga api Cygnus bersamaan dengan sepuluh ribu matahari

Astrônomos mengukur buat kali pertama kuasa serta-merta jet yang dikeluarkan oleh sistem binari Cygnus X-1, terletak 7,200 tahun cahaya dari Terra. Data itu mendedahkan pengeluaran tenaga bersamaan dengan hampir sepuluh ribu matahari, dengan kelajuan hampir 540 juta kilometer sejam, kira-kira separuh kelajuan cahaya. Penyelidikan yang diketuai oleh Steve Prabu daripada Universidade daripada Oxford, menggunakan 18 tahun pemerhatian radio resolusi tinggi yang diperolehi oleh rangkaian teleskop antarabangsa.

Avanço dalam pengukuran kuasa langsung

Pasukan itu dapat mengira kuasa jet berdasarkan tahap kelengkungan yang diperhatikan dalam struktur yang ditangkap dalam imej. Pemerhatian radio digabungkan dengan pemodelan komputer membenarkan aktiviti jet direkodkan dalam masa nyata, dan bukannya berdasarkan purata sejarah yang dikira selama beribu tahun. Antes kerja ini, kuasa jet hanya boleh disimpulkan melalui kaedah tidak langsung yang mengambil kira skala masa yang sangat lama.

Lanjut mengenai topik ini: Pemerhatian Hubble mendedahkan geometri jet kompleks dalam objek antara bintang 3I/ATLAS

Para saintis memberi tumpuan kepada bagaimana jet berinteraksi dengan angin bintang yang kuat yang dihasilkan oleh bintang supergergasi biru yang mengorbit lubang hitam. Aliran tidak bergerak dalam garis lurus, ia kelihatan melengkung dan disesarkan oleh tekanan yang dihasilkan oleh angin bintang pendamping. Prabu merujuk kepada mereka sebagai “jet menari” kerana gerakan berayun mereka yang disebabkan oleh persekitaran bintang yang dinamik.

Cygnus X-1 dan tempatnya dalam sejarah astronomi

Cygnus X-1 memegang tempat istimewa dalam astronomi kerana ia merupakan calon lubang hitam pertama yang diterima secara meluas oleh komuniti saintifik. Descoberto pada tahun 1960-an, sistem ini kekal sebagai salah satu Via Láctea yang paling dikaji. Lubang hitam adalah agak sederhana berbanding dengan lubang hitam supermasif yang terdapat di pusat galaksi, tetapi ia kekal sangat aktif kerana ia terus menarik gas daripada bintang pendampingnya.

Bahan Esse menyemarakkan proses pertambahan di sekeliling lubang hitam dan menyumbang kepada pembentukan jet bertenaga. Lubang hitam memberikan temannya peluang untuk memberinya makan, mewujudkan pertukaran berterusan antara kedua-dua objek semasa mereka mengorbit antara satu sama lain. Para penyelidik juga mendapati bahawa kira-kira sepuluh peratus tenaga yang dikeluarkan apabila bahan jatuh ke arah lubang hitam dihamburkan oleh jet.

Impacto untuk memahami alam semesta

• Jatos lubang hitam menjana gelombang kejutan yang mempengaruhi struktur kosmik pada jarak yang jauh.
• Aliran memberikan maklum balas kinetik antara lubang hitam dan persekitaran sekelilingnya.
• Sem suntikan tenaga ini, model pembentukan galaksi tidak menghasilkan semula sifat yang diperhatikan.
• Kuasa langsung Medir mewakili kemajuan teknikal untuk ahli astronomi yang mengkaji objek padat.

Pemerhatian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy boleh membantu saintis lebih memahami peranan yang lebih luas yang dimainkan oleh jet lubang hitam di alam semesta. Segundo pengarang penyelidikan, suntikan tenaga ke dalam persekitaran sekeliling adalah penting untuk model kosmologi berfungsi dengan baik. Kuasa jet Medir secara langsung, dan bukannya purata dalam tempoh yang sangat lama, mewakili kemajuan teknikal yang besar.

Penyelidikan Masa Depan Perspectivas

Pasukan penyelidik menyatakan bahawa mengkaji jet ini dengan lebih terperinci boleh meningkatkan pemahaman tentang bagaimana lubang hitam berinteraksi dengan persekitaran terdekat mereka. Prabu berkata beliau berharap untuk menggunakan teknik yang sama kepada sistem lubang hitam lain dalam kajian masa depan, memperhalusi model pengiraan dan menyiasat variasi kuasa dari semasa ke semasa. Kerja itu bermula semasa Prabu bergabung dengan Universidade Curtin, di Austrália, dan melibatkan kerjasama antarabangsa penyelidik. Pemerhatian terperinci 2016 mendedahkan jet Cygnus X-1 yang berkembang sepanjang tempoh orbit penuh, menawarkan rekod visual fenomena yang telah menarik minat ahli astronomi selama beberapa dekad.