Повече от шест десетилетия след първото ѝ засичане Cygnus X-1 остава един от най-важните обекти в изследването на черните дупки. Сега астрономи успяха да измерят с голяма точност енергията на нейните струи от плазма — явление, което самите те описват като „танцуващо“ заради постоянното им люлеене. Откритието е важно не само заради самата Cygnus X-1, а и защото може да помогне на учените да проверят модели за поведението на черните дупки в много по-широк мащаб. Според екипа резултатите дават рядка наблюдателна опора за предположения, които досега са били използвани основно в симулации.
Какво представлява Cygnus X-1
Cygnus X-1 е черна дупка със звездна маса, около 21 пъти по-масивна от Слънцето, и се намира на приблизително 7000 светлинни години от Земята в съзвездието Лебед. Тя обикаля в двойна система с масивната синя свръхгигантска звезда HDE 226868, като двете тела правят една обиколка за 5,6 дни на разстояние около 0,2 астрономически единици. Черната дупка непрекъснато отнема от външните слоеве на своя спътник и ги насочва към свръхгорещ акреционен диск, който свети ярко в рентгеновия диапазон. Макар самата Cygnus X-1 да не излъчва видима светлина, HDE 226868 може да бъде видяна с добър телескоп, което прави системата една от малкото чернодупкови двойки, наблюдаеми и за любители астрономи.
Измерване на „танцуващите“ струи
Черните дупки като Cygnus X-1 изхвърлят два мощни енергийни лъча, съставени от плазма от акреционния диск, които се ускоряват от изключително силното и бързо въртене на магнитното поле. Въпреки че подобни струи са били засичани многократно и дори фотографирани, досега е било трудно да се измери точно тяхната енергия, защото непрекъснато се движат и променят формата си.
В новото изследване, публикувано на 16 април в списание Nature Astronomy, учените използват наблюдения от радиотелескопи по целия свят, за да сглобят по-точна картина на формата на струите. Те проследяват как джетовете се огъват и „танцуват“ заради близостта си до HDE 226868, а това позволява за пръв път да бъде измерена тяхната мощ с много по-голяма точност.
Какво показват данните
Екипът установява, че струите излъчват енергия, равна на около 10 000 слънца, и се движат със скорост около 335 милиона мили в час, или 540 милиона км/ч — приблизително половината от скоростта на светлината. Според първия автор на изследването Стив Прабу, радиоастроном от Оксфордския университет, това поведение напомня на „dancing jets“ заради постоянното им люлеене.
Причината за това огъване е взаимодействието със звездния вятър на HDE 226868. Силните потоци от радиация и заредени частици от свръхгиганта отклоняват струите, а тъй като двете тела обикалят около общ център на масата, от наша гледна точка те изглеждат като че ли се накланят напред-назад.
Защо това е важно за науката за черните дупки
Най-същественото заключение според авторите е, че около 10% от енергията, освободена, когато материята пада към черната дупка, се отвежда чрез струите. Прабу посочва, че това е стойност, която учените обикновено приемат в големите космологични модели, но досега е било трудно да бъде потвърдена чрез наблюдения. Съавторът Джеймс Милър-Джоунс от Университета Къртин в Австралия подчертава, че физиката около черните дупки вероятно е сходна независимо дали става дума за звездна маса или за свръхмасивни обекти. Затова новото измерване може да служи като опорна точка за разбирането на други джетове — от черни дупки с маса 10 или 10 милиона слънца — и да помогне да се изясни как подобни изхвърляния влияят върху еволюцията на галактиките, включително Млечния път.
Изследването на Cygnus X-1 показва, че дори най-известните обекти в астрономията могат да крият неочаквани подробности. В случая с първата потвърдена черна дупка тези подробности идват под формата на мощни, огъващи се струи, които не само разкриват нови данни за самия обект, но и помагат да се проверят основни идеи за поведението на черните дупки във Вселената.
Кредити за изображения
- Фото: International Centre for Radio Astronomy Research(ICRAR · източник
