Naukowcy z Uniwersytetu w Turku w Finlandii odkryli, że oś obrotu czarnej dziury w układzie podwójnym jest nachylona o ponad 40 stopni w stosunku do osi orbity gwiazdy. Odkrycie kwestionuje obecne modele teoretyczne powstawania czarnych dziur.
Obserwacja badaczy z Obserwatorium Tuorla w Finlandii jest pierwszym wiarygodnym pomiarem, który pokazuje dużą różnicę między osią obrotu czarnej dziury a osią orbity układu podwójnego. Różnica między osiami zmierzonymi przez naukowców w układzie podwójnym gwiazd o nazwie MAXI J1820+070 wynosiła ponad 40 stopni.
Często w przypadku systemów kosmicznych z mniejszymi obiektami krążącymi wokół centralnego, masywnego ciała, własna oś obrotu tego ciała jest w dużym stopniu wyrównana z osią obrotu jego satelitów. Dotyczy to również naszego Układu Słonecznego: planety krążą wokół Słońca w płaszczyźnie, która w przybliżeniu pokrywa się z płaszczyzną równikową Słońca. Nachylenie osi obrotu Słońca względem osi orbity Ziemi wynosi tylko siedem stopni.
„Oczekiwanie wyrównania w dużym stopniu nie dotyczy dziwacznych obiektów, takich jak podwójne promieniowanie rentgenowskie czarnej dziury. Czarne dziury w tych układach powstały w wyniku kosmicznego kataklizmu – zapadnięcia się masywnej gwiazdy Teraz widzimy czarną dziurę ciągnącą materię z pobliskiej lżejszej gwiazdy towarzyszącej krążącej wokół niej.Widzimy jasne promieniowanie optyczne i rentgenowskie jako ostatnie westchnienie opadającej materii, a także emisję radiową z relatywistycznych dżetów wyrzucanych z układu ”, mówi Juri Poutanen, profesor astronomii na Uniwersytecie w Turku i główny autor publikacji.
Śledząc te dżety, naukowcy byli w stanie bardzo dokładnie określić kierunek osi obrotu czarnej dziury. Gdy ilość gazu spadającego z gwiazdy towarzyszącej do czarnej dziury zaczęła później spadać, system przygasł, a większość światła w układzie pochodziła od gwiazdy towarzyszącej. W ten sposób naukowcy byli w stanie zmierzyć nachylenie orbity za pomocą technik spektroskopowych, które niemal zbiegło się z nachyleniem wyrzutów.
„Aby określić orientację orbity 3D, trzeba dodatkowo znać kąt położenia układu na niebie, czyli w jaki sposób układ jest obrócony względem kierunku północnego na niebie. Zmierzono to technikami polarymetrycznymi, – mówi Juri Poutanen.
Wyniki opublikowane w czasopiśmie Science otwierają interesujące perspektywy dla badań nad formowaniem się czarnych dziur i ewolucją takich systemów, ponieważ takie skrajne niewspółosiowość jest trudne do uzyskania w wielu scenariuszach powstawania czarnych dziur i ewolucji binarnych.
„Różnica ponad 40 stopni między osią orbity a rotacją czarnej dziury była całkowicie nieoczekiwana. Naukowcy często zakładali, że ta różnica jest bardzo mała, gdy modelują zachowanie materii w zakrzywionej przestrzeni czasowej wokół czarnej dziury. obecne modele są już naprawdę złożone, a teraz nowe odkrycia zmuszają nas do nadania im nowego wymiaru” – stwierdza Poutanen.
Kluczowego odkrycia dokonano przy użyciu własnego instrumentu polarymetrycznego DIPol-UF zamontowanego na Nordic Optical Telescope, który jest własnością Uniwersytetu w Turku wspólnie z Uniwersytetem Aarhus w Danii.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet w Turku. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.