Tarafından
Bir sanatçının Cygnus X-1 sistemi izlenimi, merkezde görünen kara delik ve solda ona eşlik eden yıldız. Science dergisinde 3 Kasım’da bildirilen Cygnus X-1’den alınan yeni ölçümler, NASA ve İtalyan Uzayı arasındaki uluslararası bir işbirliği olan Görüntüleme X-Ray Polarimetri Kaşifi (IXPE) görevinden kütle biriktiren bir kara deliğin ilk gözlemlerini temsil ediyor. Ajans. 1 kredi
Araştırmacıların bir yıldız kütlesine ilişkin son gözlemleri Kara delik Cygnus X-1 olarak adlandırılan bu görüntü, kara deliği hemen çevreleyen bölgedeki aşırı sıcak maddenin konfigürasyonu hakkında yeni ayrıntılar ortaya koyuyor.
Madde kara deliğe doğru çekilirken milyonlarca dereceye kadar ısınır. Bu sıcak madde X-ışınlarında parlar. Araştırmacılar, karadeliklerin maddeyi nasıl yuttuğunu açıklayan modelleri test etmek ve iyileştirmek için bu X ışınlarının polarizasyon ölçümlerini kullanıyor ve evrendeki en parlak ışık kaynaklarından biri haline geliyor – X ışınları da dahil.
Dergi tarafından yakın zamanda yayınlanan Cygnus X-1’den yeni ölçümler Bilimarasındaki uluslararası bir işbirliği olan Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) görevinden kütle biriktiren bir kara deliğin ilk gözlemlerini temsil ediyor. NASA ve İtalyan Uzay Ajansı (ASI). Cygnus X-1, yörüngede 21 güneş kütlesine sahip bir kara delikten ve 41 güneş kütlesine eşlik eden bir yıldızdan oluşan galaksimizdeki en parlak X-ışını kaynaklarından biridir.
“Kara deliklerin önceki X-ışınları gözlemleri, sıcaktan gelen X-ışınlarının yalnızca varış yönünü, varış zamanını ve enerjisini ölçtü. plazma Louis’deki Washington Üniversitesi’nde Wayman Crow Sanat ve Bilimde Fizik Profesörü ve üniversitenin McDonnell Uzay Bilimleri Merkezi’nde öğretim üyesi olan baş yazar Henric Krawczynski dedi. “IXPE ayrıca, X-ışınlarının nasıl yayıldığı ve kara deliğe yakın malzemeyi saçıp savurmadığı ve nerede saçtığı hakkında bilgi taşıyan doğrusal polarizasyonlarını da ölçer.”
Hiçbir ışık, X ışınlarından gelen ışık bile bir kara deliğin olay ufkunun içinden kaçamaz. IXPE ile tespit edilen X-ışınları, kara deliğin 60 km çapındaki olay ufkunu çevreleyen 2.000 km çapında bir bölgede sıcak madde veya plazma tarafından yayılır.
IXPE verilerinin Mayıs ve Haziran 2022’de NASA’nın NICER ve NuSTAR X-ışını gözlemevlerinden alınan eşzamanlı gözlemlerle birleştirilmesi, yazarların plazmanın geometrisini (yani şeklini ve konumunu) kısıtlamasına olanak sağladı.
Araştırmacılar, plazmanın daha önceki radyo gözlemlerinde görüntülenen iki taraflı, kalem şeklindeki bir plazma çıkışına veya jetine dik olarak uzandığını buldular. X-ışını polarizasyonunun ve jetin yönünün hizalanması, karadeliğe yakın X-ışını parlak bölgesindeki süreçlerin jetin fırlatılmasında çok önemli bir rol oynadığı hipotezine güçlü destek sağlar.
Gözlemler, sıcak plazma koronasının ya karadeliğe doğru spiral çizen madde diskini sıkıştırdığını ya da bu diskin iç kısmını değiştirdiğini tahmin eden modellerle eşleşiyor. Yeni polarizasyon verileri, kara deliğin koronasının jet ekseni boyunca dar bir plazma sütunu veya konisi olduğu modelleri dışlıyor.
Bilim adamları, bir kara deliğin etrafındaki plazmanın geometrisinin daha iyi anlaşılmasının, kara deliklerin iç işleyişi ve nasıl kütle oluşturdukları hakkında çok şey ortaya çıkarabileceğini belirtti.
Krawczynski, “Bu yeni içgörüler, yerçekiminin uzayı ve zamanı karadeliklere yakın bir şekilde nasıl büktüğüne dair gelişmiş X-ışını çalışmalarını mümkün kılacak.” Dedi.
Çek Bilimler Akademisi Astronomi Enstitüsü’nden ortak yazar Michal Dovciak, özellikle Cygnus X-1 kara deliğiyle ilgili olarak, “IXPE gözlemleri, birikim akışının önceden düşünülenden daha yandan görüldüğünü ortaya koyuyor” dedi.
Turku Üniversitesi’nden ortak yazar Alexandra Veledina, “Bu, kara deliğin ekvator düzlemi ile ikilinin yörünge düzleminin yanlış hizalanmasının bir imzası olabilir” veya kara deliğin eşleştirilmiş ikilisi ve eşlik eden yıldızı olabilir. . “Sistem, kara delik öncü yıldızı patladığında bu yanlış hizalamayı elde etmiş olabilir.”
Ortak yazar Fabio Muleri, “IXPE görevi, NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde üretilen X-ışını aynalarını ve ASI, Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF) ve Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü işbirliğiyle sağlanan odak düzlemi enstrümantasyonunu kullanıyor” dedi. INAF-IAPS’ın. “Cygnus X-1’in ötesinde, IXPE, kütle biriktiren nötron yıldızları, pulsarlar ve atarca rüzgar bulutsuları, süpernova kalıntıları, galaktik merkezimiz ve aktif galaktik çekirdekler. Pek çok sürpriz bulduk ve çok eğleniyoruz.”
Science dergisinin aynı sayısındaki ikinci bir makale, Padova Üniversitesi’nden Roberto Taverna tarafından yönetildi ve 4U 0142+61 magnetarından yüksek oranda polarize X-ışınlarının IXPE tespitini anlatıyor.
Krawczynski, “Astrofizikteki bu yeni bilimsel keşif dalgasının bir parçası olmaktan heyecan duyuyoruz” dedi.
Referans: Henric Krawczynski, Fabio Muleri, Michal Dovciak, Alexandra Veledina, Nicole Rodriguez Cavero, Jiri Svoboda, Adam Ingram, Giorgio’nun “Polarize x-ışınları kara delik x-ışını ikili Cygnus X-1’deki disk jeti geometrisini kısıtlar” Matt, Javier A. Garcia, Vladislav Loktev, Michela Negro, Juri Poutanen, Takao Kitaguchi, Jakub Podgorný, John Rankin, Wenda Zhang, Andrei Berdyugin, Svetlana V. Berdyugina, Stefano Bianchi, Dmitry Blinov, Fiamma Capitanio, Niccolò Di Lalla, Paul Draghis, Sergio Fabiani, Masato Kagitani, Vadim Kravtsov, Sebastian Kiehlmann, Luca Latronico, Alexander A. Lutovinov, Nikos Mandarakas, Frédéric Marin, Andrea Marinucci, Jon M. Miller, Tsunefumi Mizuno, Sergey V. Molkov, Nicola Omodei, Pierre-Olivier Petrucci, Ajay Ratheesh, Takeshi Sakanoi, Andrei N. Semena, Raphael Skalidis, Paolo Soffitta, Allyn F. Tennant, Phillipp Thalhammer, Francesco Tombesi, Martin C. Weisskopf, Joern Wilms, Sixuan Zhang, Iván Agudo, Lucio A. Antonelli, Matteo Bachetti, Luca Baldini, Wa yne H. Baumgartner, Ronaldo Bellazzini, Stephen D. Bongiorno, Raffaella Bonino, Alessandro Brez, Niccolò Bucciantini, Simone Castellano, Elisabetta Cavazzuti, Stefano Ciprini, Enrico Costa, Alessandra De Rosa, Ettore Del Monte, Laura Di Gesu, Alessandro Di Marco, Immacolata Donnarumma, Victor Doroshenko, Steven R. Ehlert, Teruaki Enoto, Yuri Evangelista, Riccardo Ferrazzoli, Shuichi Gunji, Kiyoshi Hayashida, Jeremy Heyl, Wataru Iwakiri, Svetlana G. Jorstad, Vladimir Karas, Jeffery J. Kolodziejczak, Fabio La Monaca, Ioannis Liodakis, Simone Maldera, Alberto Manfreda, Alan P. Marscher, Herman L. Marshall, Ikuyuki Mitsuishi, Chi-Yung Ng, Stephen L. O’Dell, Chiara Oppedisano, Alessandro Papitto, George G. Pavlov, Abel L. Peirson, Matteo Perri, Melissa Pesce-Rollins, Maura Pilia, Andrea Possenti, Simonetta Puccetti, Brian D. Ramsey, Roger W. Romani, Carmelo Sgrò, Patrick Slane, Gloria Spandre, Toru Tamagawa, Fabrizio Tavecchio, Roberto Taverna, Yuzuru Tawara, Nicholas E. Thomas, Alessio Tro yani, Sergey Tsygankov, Roberto Turolla, Jacco Vink, Kinwah Wu, Fei Xie, Silvia Zane, 3 Kasım 2022, Bilim.
DOI: 10.1126/science.add5399