Astrônomos målte for første gang den øjeblikkelige kraft af jetflyene, der blev udstødt af det binære system Cygnus X-1, placeret 7.200 lysår fra Terra. Dataene afslører en energiproduktion svarende til næsten ti tusinde sole med hastigheder tæt på 540 millioner kilometer i timen, omkring halvdelen af lysets hastighed. Forskningen, ledet af Steve Prabu af Universidade af Oxford, brugte 18 års højopløselige radioobservationer opnået af et internationalt netværk af teleskoper.
Avanço i direkte effektmåling
Holdet var i stand til at beregne styrken af jetflyet baseret på graden af krumning observeret i strukturerne fanget på billederne. Radioobservationer kombineret med computermodellering gjorde det muligt at registrere jetaktivitet i realtid snarere end baseret på historiske gennemsnit beregnet over årtusinder. Antes af dette arbejde kunne jetkraft kun udledes gennem indirekte metoder, der tog højde for meget lange tidsskalaer.
Forskere fokuserede på, hvordan jetflyene interagerede med den intense stjernevind produceret af den blå superkæmpestjerne, der kredsede om det sorte hul. Strømmene bevægede sig ikke i en lige linje, de så ud til at være buede og forskudt af trykket genereret af ledsagerstjernens vind. Prabu omtalte dem som “dansende jetfly” på grund af deres oscillerende bevægelse forårsaget af det dynamiske stjernemiljø.
Cygnus X-1 og dens plads i astronomiens historie
Cygnus X-1 har en særlig plads i astronomi, da det var den første sorte hul-kandidat, der er bredt accepteret af det videnskabelige samfund. Descoberto i 1960’erne, systemet er fortsat et af de mest undersøgte af Via Láctea. Det sorte hul er relativt beskedent sammenlignet med de supermassive sorte huller, der findes i galaktiske centre, men det forbliver meget aktivt, fordi det konstant trækker gas fra sin ledsagerstjerne.
Esse-materiale giver næring til akkretionsprocessen omkring det sorte hul og bidrager til dannelsen af energiske jetfly. Det sorte hul giver sin følgesvend mulighed for at fodre det, hvilket skaber en kontinuerlig udveksling mellem de to objekter, når de kredser om hinanden. Forskerne fandt også ud af, at omkring ti procent af den energi, der frigives, når stof falder mod det sorte hul, spredes af strålerne.
Impacto til at forstå universet
- Jatos af sorte huller genererer chokbølger, der påvirker kosmiske strukturer på store afstande.
- Strømmene giver kinetisk feedback mellem sorte huller og deres omgivende miljøer.
- Sem denne energiinjektion, galaksedannelsesmodeller reproducerer ikke de observerede egenskaber.
- Medir direkte strøm repræsenterer tekniske fremskridt for astronomer, der studerer kompakte objekter.
Observationerne offentliggjort i tidsskriftet Nature Astronomy kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå den bredere rolle, sorte huls jetfly spiller i universet. Segundo forfatterne af forskningen, er injektion af energi i det omgivende miljø afgørende for, at kosmologiske modeller fungerer korrekt. Medir jetkraft direkte, snarere end gennemsnit over meget lange perioder, repræsenterer et stort teknisk fremskridt.
Perspectivas Fremtidsforskning
Forskerholdet bemærkede, at at studere disse jetfly mere detaljeret kunne forbedre forståelsen af, hvordan sorte huller interagerer med deres umiddelbare omgivelser. Prabu sagde, at han håber at anvende lignende teknikker til andre sorte hul-systemer i fremtidige undersøgelser, forfine beregningsmodeller og undersøge effektvariationer over tid. Arbejdet begyndte, mens Prabu var tilknyttet Universidade Curtin, på Austrália, og involverede internationalt samarbejde mellem forskere. Detaljerede 2016-observationer afslørede Cygnus X-1’s udviklende jetfly over en fuld omløbsperiode, hvilket giver en visuel registrering af det fænomen, der har fascineret astronomer i årtier.