ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ IBIS บนดาวเทียม INTEGRAL ขององค์การอวกาศยุโรปนักวิจัยได้รายงานการวัดโพลาไรเซชันครั้งแรกจากระบบดาวคู่หลุมดำซึ่งประกอบด้วยหลุมดำและดาวฤกษ์ทั่วไปที่โคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลส่วนกลาง
การสำรวจใหม่เผยให้เห็นว่าบริเวณที่วุ่นวายนั้นถูกเธรดโดยสนามแม่เหล็กและเป็นตัวแทนของสนามแม่เหล็กเป็นครั้งแรกที่ได้รับการระบุใกล้กับหลุมดำ ที่สำคัญที่สุดอินทิกรัลแสดงให้เห็นว่าพวกมันเป็นสนามแม่เหล็กที่มีโครงสร้างสูงซึ่งก่อตัวเป็นอุโมงค์หนีภัยสำหรับสสารร้อนที่อาจจะพุ่งเข้าสู่หลุมดำภายในเสี้ยววินาที
Philippe Laurent เป็นนักวิจัยกับสถาบันวิจัยกฎหมายพื้นฐานแห่งจักรวาล (IRFU) แห่ง CEA ในฝรั่งเศส เขาเป็นนักเขียนนำบนกระดาษซึ่งปรากฏในวันนี้มาวิทยาศาสตร์เอ็กซ์เพรส.
Laurent และเพื่อนร่วมงานของเขาตรวจพบโฟตอนรังสีแกมมาแบบโพลาไรซ์ซึ่งมาจาก Cygnus X-1 (19)ชั่วโมง 58ม. 21.6756s + 35 ° 12 ′05.775″) ระบบดาวคู่ X-ray ของหลุมดำที่รู้จักกันดีในกลุ่มดาว Cygnus พวกเขาแนะนำว่าการปล่อยโพลาไรซ์นั้นมีต้นกำเนิดมาจากเจ็ทของอนุภาคสัมพัทธภาพที่อยู่ใกล้กับหลุมดำ
กราฟด้านบนหมายถึงผลลัพธ์ของทีม:“ ในขณะที่โฟตอนพลังงานต่ำดูเหมือนจะไม่ได้รับการโพลาไรซ์ (เส้นที่ใส่ทางด้านซ้ายเป็นเพียงแบน) พลังงานที่สูงกว่าจะถูกขั้วอย่างรุนแรง (เส้นที่ด้านขวาดูเหมือนว่าจะเป็นไซนัส ) และดังนั้นจึงควรเกี่ยวข้องกับเจ็ท” Laurent เขียนในอีเมล
ผู้เขียนเปิดเผยรายละเอียดเพิ่มเติมผ่านทางกระดาษ:“ การสร้างแบบจำลองทางสเปกตรัมของข้อมูลเผยให้เห็นกลไกการปล่อยสองอย่าง: ข้อมูล 250-400 keV นั้นสอดคล้องกับการปล่อยโดย Compton ซึ่งกระจายอยู่บนอิเล็กตรอนความร้อนและมีขั้วที่อ่อนแอ” พวกเขาเขียน “ องค์ประกอบสเปกตรัมที่สองที่เห็นในแถบ 400keV-2MeV นั้นตรงกันข้ามกับขั้วที่มีความเข้มสูงซึ่งแสดงให้เห็นว่าการปลดปล่อย MeV นั้นอาจเกี่ยวข้องกับเจ็ตที่ตรวจพบครั้งแรกในแถบคลื่นวิทยุ”
หลักฐานของพวกเขาชี้ไปที่สนามแม่เหล็กของหลุมดำซึ่งมีความแข็งแรงพอที่จะกำจัดอนุภาคออกจากเงื้อมมือแรงโน้มถ่วงของหลุมดำและออกไปทางด้านนอกทำให้เกิดไอพ่นของวัตถุที่ยิงขึ้นสู่อวกาศตามการแถลงข่าวของ ESA อนุภาคในไอพ่นกำลังถูกดึงเข้าไปในวิถีเกลียวในขณะที่ปีนขึ้นสนามแม่เหล็กสู่อิสรภาพและสิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อสมบัติของแสงแกมมาที่เรียกว่าโพลาไรเซชัน
รังสีแกมม่าเช่นแสงธรรมดาเป็นคลื่นชนิดหนึ่งและการปฐมนิเทศของคลื่นเป็นที่รู้จักกันในชื่อโพลาไรเซชัน เมื่ออนุภาคหมุนวนอย่างรวดเร็วในสนามแม่เหล็กมันจะสร้างแสงชนิดหนึ่งหรือที่เรียกว่าการปล่อยซินโครตรอนซึ่งจะแสดงรูปแบบของโพลาไรเซชัน มันเป็นโพลาไรซ์ที่ทีมพบในรังสีแกมมา มันเป็นเรื่องยากที่จะสังเกต
“ เราต้องใช้การสังเกตเกือบทุกครั้งที่อินเทอร์รัลทำมาจาก Cygnus X-1 เพื่อทำการตรวจจับนี้” Laurent กล่าว
รวมกันเป็นเวลากว่าเจ็ดปีแล้วการสำรวจหลุมดำซ้ำ ๆ เหล่านี้รวมกันเป็นเวลามากกว่าห้าล้านวินาทีในการสังเกตซึ่งเทียบเท่ากับการถ่ายภาพเดี่ยวที่มีระยะเวลาเปิดรับแสงนานกว่าสองเดือน ทีมของ Laurent ได้รวมพวกเขาทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างการเปิดเผยดังกล่าว
“ เรายังไม่ทราบแน่ชัดว่าเรื่องที่เกิดการตกกระทบกลายเป็นไอพ่นได้อย่างไร มีการถกเถียงกันอย่างใหญ่หลวงในหมู่นักทฤษฎี การสังเกตเหล่านี้จะช่วยให้พวกเขาตัดสินใจ” Laurent กล่าว
กล้องโทรทรรศน์วิทยุมีการเห็นรอบ ๆ หลุมดำมาก่อน แต่การสำรวจดังกล่าวไม่สามารถมองเห็นหลุมดำอย่างละเอียดเพื่อที่จะทราบว่าใกล้หลุมดำที่เกิดขึ้นจริงหรือไม่ นั่นทำให้การสังเกตใหม่เหล่านี้มีค่ายิ่ง การวัดโพลาไรเซชันดังกล่าวสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกโดยตรงกับธรรมชาติของกระบวนการทางดาราศาสตร์หลายอย่างและนักวิจัยกล่าวว่าในอนาคตการค้นพบของพวกเขาจะช่วยให้เราเข้าใจกลไกการปล่อยก๊าซของ Cygnus X-1 ซึ่งเป็นแบบจำลองสำหรับไบนารีหลุมดำอื่น ๆ จักรวาล.
ที่มา: วิทยาศาสตร์. กระดาษจะปรากฏขึ้นในวันนี้ที่ วิทยาศาสตร์เอ็กซ์เพรส เว็บไซต์.
