Dżety czarnej dziury w Cygnus mają energię równą dziesięciu tysiącom słońc
Astrônomos po raz pierwszy zmierzył chwilową moc dżetów wyrzucanych przez układ podwójny Cygnus X-1, położony 7200 lat świetlnych od Terra. Dane ujawniają produkcję energii odpowiadającą prawie dziesięciu tysiącom słońc przy prędkościach bliskich 540 milionów kilometrów na godzinę, czyli około połowie prędkości światła. W badaniach prowadzonych przez Steve Prabu z Universidade z Oxford wykorzystano obserwacje radiowe o wysokiej rozdzielczości uzyskane z 18 lat przez międzynarodową sieć teleskopów.
Avanço w bezpośrednim pomiarze mocy
Zespołowi udało się obliczyć moc strumienia na podstawie stopnia krzywizny zaobserwowanej w strukturach uchwyconych na zdjęciach. Obserwacje radiowe w połączeniu z modelowaniem komputerowym umożliwiły rejestrację aktywności dżetów w czasie rzeczywistym, a nie na podstawie średnich historycznych obliczanych na przestrzeni tysiącleci. Antes tej pracy moc odrzutowca można wywnioskować jedynie metodami pośrednimi, które uwzględniają bardzo długie skale czasowe.
Naukowcy skupili się na tym, jak dżety oddziałują z intensywnym wiatrem gwiazdowym wytwarzanym przez niebieską gwiazdę nadolbrzyma krążącą wokół czarnej dziury. Strumienie nie poruszały się po linii prostej, wydawały się zakrzywione i przemieszczone pod wpływem ciśnienia generowanego przez wiatr gwiazdy towarzyszącej. Prabu nazwał je „tańczącymi strumieniami” ze względu na ich ruch oscylacyjny powodowany przez dynamiczne środowisko gwiazdowe.
Cygnus X-1 i jego miejsce w historii astronomii
Cygnus X-1 zajmuje szczególne miejsce w astronomii, ponieważ był pierwszym kandydatem na czarną dziurę, powszechnie akceptowanym przez społeczność naukową. Descoberto w latach sześćdziesiątych XX wieku, system pozostaje jednym z najlepiej zbadanych Via Láctea. Czarna dziura jest stosunkowo skromna w porównaniu z supermasywnymi czarnymi dziurami znajdującymi się w centrach galaktyk, ale pozostaje bardzo aktywna, ponieważ stale pobiera gaz ze swojej gwiazdy towarzyszącej.
Materiał Esse napędza proces akrecji wokół czarnej dziury i przyczynia się do powstawania energetycznych dżetów. Czarna dziura zapewnia swojemu towarzyszowi możliwość nakarmienia jej, tworząc ciągłą wymianę między dwoma obiektami krążącymi wokół siebie. Naukowcy odkryli również, że około dziesięć procent energii uwalnianej podczas opadania materii w kierunku czarnej dziury jest rozpraszane przez dżety.
Impacto za zrozumienie wszechświata
- Jatos czarnych dziur generuje fale uderzeniowe, które wpływają na struktury kosmiczne na dużych odległościach.
- Przepływy zapewniają kinetyczne sprzężenie zwrotne między czarnymi dziurami a otaczającym je środowiskiem.
- Sem ten wtrysk energii i modele formowania się galaktyk nie odtwarzają obserwowanych właściwości.
- Zasilanie bezpośrednie Medir stanowi postęp techniczny dla astronomów badających obiekty zwarte.
Obserwacje opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć szerszą rolę, jaką dżety czarnych dziur odgrywają we wszechświecie. Segundo autorów badań, wstrzykiwanie energii do otaczającego środowiska jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania modeli kosmologicznych. Bezpośrednia moc strumienia Medir, a nie uśrednianie jej w bardzo długich okresach, stanowi duży postęp techniczny.
Badania przyszłości Perspectivas
Zespół badawczy zauważył, że bardziej szczegółowe badanie tych dżetów może pomóc w lepszym zrozumieniu interakcji czarnych dziur z ich bezpośrednim otoczeniem. Prabu powiedział, że ma nadzieję zastosować podobne techniki do innych układów czarnych dziur w przyszłych badaniach, udoskonalając modele obliczeniowe i badając zmiany mocy w czasie. Prace rozpoczęły się, gdy Prabu był powiązany z Universidade Curtin w Austrália i obejmowały międzynarodową współpracę badaczy. Szczegółowe obserwacje przeprowadzone w 2016 roku ujawniły ewolucję dżetów Cygnus X-1 w całym okresie orbitalnym, oferując wizualny zapis zjawiska, które intryguje astronomów od dziesięcioleci.
