Використовуючи телескоп IBIS на борту супутника INTEGRAL Європейського космічного агентства, дослідники повідомили про перші вимірювання поляризації з бінарної системи чорної діри, яка включає чорну діру і звичайну зірку, що обертається навколо загального центру маси.
Нові спостереження виявляють, що хаотична область нанизана магнітними полями і являє собою вперше магнітні поля, виявлені так близько до чорної діри. Найголовніше, що Integral показує, що вони є високоструктурованими магнітними полями, які утворюють тунель для виходу гарячої речовини, який інакше зануриться в чорну діру протягом мілісекунд.
Філіп Лоран - науковий співробітник Інституту досліджень фундаментальних законів Всесвіту (IRFU), CEA у Франції. Він є провідним автором документа, який сьогодні з'являється в РосіїScience Express.
Лоран та його колеги виявили поляризовані фотони гамма-випромінювання, що надходять із Cygnus X-1 (19)год 58м 21.6756с + 35 ° 12 ′ 05,775 ″), добре відома рентгенівська двійкова система чорної діри в сузір’ї Цигнуса. Вони припускають, що поляризований викид походить від струменя релятивістських частинок, що знаходиться в безпосередній близькості від чорної діри.
Наведений графік посилається на результати команди: "в той час як фотони з низькою енергією здаються не поляризованими (лінія вставки зліва просто плоска), більш високі енергетичні поляризовані (лінія вводу праворуч здається синусоїдальною ), і, отже, це має стосуватися струменя ", - написав Лоран в електронному листі.
Автори розкривають більш детальну інформацію у статті: "Спектральне моделювання даних виявляє два механізми випромінювання: Дані 250-400 кэВ відповідають випромінюванню, яке переважає розсіювання Комптона на теплових електронах і слабо поляризоване", - пишуть вони. "Другий спектральний компонент, що спостерігається в діапазоні 400кеВ-2МеВ, контрастно сильно поляризований, що свідчить про те, що викид МеВ, ймовірно, пов'язаний зі струменем, вперше виявленим у радіодіапазоні".
Їх докази вказують на те, що магнітне поле чорної діри є досить сильним, щоб відірвати частинки від гравітаційних затискачів чорної діри та перекинути їх назовні, створюючи струмені речовини, що стріляють у космос, повідомляється у прес-релізі ESA. Частинки струменів втягуються в спіральні траєкторії, коли вони піднімаються на магнітне поле до свободи, і це впливає на властивість їхнього гамма-випромінювання, відоме як поляризація.
Гамма-промінь, як і звичайне світло, є своєрідною хвилею, а орієнтація хвилі відома як її поляризація. Коли спіраль швидкої частинки в магнітному полі виробляє такий вид світла, відомий як випромінювання синхротрона, який відображає характерну картину поляризації. Саме цю поляризацію команда знайшла в гамма-променях. Це було складно зробити.
"Нам довелося використовувати майже кожне спостереження, яке Інтеграл коли-небудь робив із Cygnus X-1, щоб зробити це виявлення", - каже Лоран.
Ці багаторазові спостереження за чорною дірою, накопичені протягом семи років, нараховують понад п’ять мільйонів секунд часу спостереження, що еквівалентні зйомки одного зображення із часом опромінення більше двох місяців. Команда Лорана додала їх разом, щоб створити саме таку експозицію.
«Ми досі не знаємо точно, як падаюча речовина перетворюється на струмені. Серед теоретиків велика дискусія; ці спостереження допоможуть їм прийняти рішення ", - каже Лоран.
Радіотелескопи раніше бачили струмені навколо чорних дір, але такі спостереження не можуть побачити чорну діру достатньо детально, щоб точно знати, наскільки близько до чорної діри зароджуються струмені. Це робить ці нові спостереження неоціненими. Такі поляризаційні вимірювання можуть дати безпосереднє розуміння природи багатьох астрофізичних процесів, і дослідники стверджують, що в майбутньому їх відкриття може сприяти нашому розумінню механізмів викидів Cygnus X-1, моделі для інших бінарних чорних дір у Всесвіт.
Джерело: Наука. Папір з’являється сьогодні, у Science Express веб-сайт.
