Astrônomos heeft voor het eerst de momentane kracht gemeten van de jets die worden uitgestoten door het Cygnus X-1 binaire systeem, dat zich op 7.200 lichtjaar van Terra bevindt. Uit de gegevens blijkt een energieproductie die overeenkomt met bijna tienduizend zonnen, met snelheden van bijna 540 miljoen kilometer per uur, ongeveer de helft van de lichtsnelheid. Het onderzoek, geleid door Steve Prabu van Universidade of Oxford, maakte gebruik van 18 jaar aan hoge-resolutie radiowaarnemingen verkregen door een internationaal netwerk van telescopen.
Avanço bij directe vermogensmeting
Het team kon de kracht van de jet berekenen op basis van de mate van kromming die werd waargenomen in de structuren die op de beelden waren vastgelegd. Radiowaarnemingen in combinatie met computermodellen maakten het mogelijk om de activiteit van straalvliegtuigen in realtime vast te leggen, in plaats van op basis van historische gemiddelden berekend over millennia. Antes van dit werk kon straalkracht alleen worden afgeleid via indirecte methoden die rekening hielden met zeer lange tijdschalen.
Wetenschappers concentreerden zich op de interactie van de jets met de intense stellaire wind die werd geproduceerd door de blauwe superreuzenster die rond het zwarte gat draaide. De stromingen bewogen zich niet in een rechte lijn; ze leken gekromd en verplaatst te zijn door de druk die werd gegenereerd door de wind van de begeleidende ster. Prabu noemde ze “dansende jets” vanwege hun oscillerende beweging veroorzaakt door de dynamische stellaire omgeving.
Cygnus X-1 en zijn plaats in de geschiedenis van de astronomie
Cygnus X-1 neemt een speciale plaats in in de astronomie, omdat het de eerste kandidaat voor een zwart gat was die algemeen aanvaard werd door de wetenschappelijke gemeenschap. Descoberto in de jaren zestig blijft het systeem een van de meest bestudeerde Via Láctea-systemen. Het zwarte gat is relatief bescheiden in vergelijking met de superzware zwarte gaten in galactische centra, maar blijft zeer actief omdat het voortdurend gas aan zijn begeleidende ster onttrekt.
Esse-materiaal voedt het accretieproces rond het zwarte gat en draagt bij aan de vorming van energetische jets. Het zwarte gat biedt zijn metgezel de mogelijkheid om het te voeden, waardoor er een voortdurende uitwisseling ontstaat tussen de twee objecten terwijl ze om elkaar heen draaien. De onderzoekers ontdekten ook dat ongeveer tien procent van de energie die vrijkomt wanneer materie naar het zwarte gat valt, door de jets wordt afgevoerd.
Impacto voor het begrijpen van het universum
- Jatos van zwarte gaten genereren schokgolven die kosmische structuren op grote afstanden beïnvloeden.
- De stromen zorgen voor kinetische feedback tussen zwarte gaten en hun omringende omgevingen.
- Sem deze energie-injectie reproduceren modellen voor de vorming van sterrenstelsels niet de waargenomen eigenschappen.
- Medir directe voeding vertegenwoordigt technische vooruitgang voor astronomen die compacte objecten bestuderen.
De waarnemingen gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy kunnen wetenschappers helpen de bredere rol die straaljagers van zwarte gaten in het universum spelen beter te begrijpen. Segundo, de auteurs van het onderzoek, is de injectie van energie in de omgeving essentieel voor het goed functioneren van kosmologische modellen. Het rechtstreekse straalvermogen van de Medir, in plaats van het gemiddelde over zeer lange perioden, vertegenwoordigt een grote technische vooruitgang.
Perspectivas Toekomstig onderzoek
Het onderzoeksteam merkte op dat het gedetailleerder bestuderen van deze jets het begrip zou kunnen verbeteren van hoe zwarte gaten omgaan met hun directe omgeving. Prabu zei dat hij hoopt soortgelijke technieken in toekomstige studies toe te passen op andere zwarte gatensystemen, waarbij hij computermodellen zal verfijnen en machtsvariaties in de loop van de tijd zal onderzoeken. Het werk begon terwijl Prabu was aangesloten bij Universidade Curtin, bij Austrália, en omvatte internationale samenwerking van onderzoekers. Gedetailleerde waarnemingen uit 2016 onthulden de evoluerende jets van de Cygnus X-1 over een volledige omlooptijd, wat een visueel verslag opleverde van het fenomeen dat astronomen al tientallen jaren intrigeert.
