Međunarodni tim astronoma prvi put je direktno izmerio brzinu i energiju mlazova iz crne rupe u sistemu Cygnus X-1. Mlazovi se kreću brzinom od oko 0,5 brzine svetlosti i prenose oko 10% energije oslobođene upadanjem materije — što odgovara snazi približno 10.000 Sunca. Merenja su izvedena kombinovanjem podataka VLBA i EVN prikupljenih tokom skoro dve decenije, a otkriveni „ples“ i savijanje mlazova omogućili su ovu jedinstvenu procenu.
Tajne kosmičke evolucije: „plesni“ mlazovi Cygnus X-1 nose ogromnu snagu
An artist’s impression of the Cygnus X-1 system, which contains a supergiant star (left) orbited by a black hole (right). The star’s strong stellar wind deflects the jets launched by the black hole, allowing astronomers to measure the jets’ power and speed.(International Center for Radio Astronomy Research)
Astronomi su po prvi put direktno izmerili brzinu i energiju mlazova koji izbijaju iz crne rupe u sistemu Cygnus X-1, otkrivajući kako ti mlazovi oblikuju okolinu i utiču na evoluciju galaksija.
Cygnus X-1 je udaljen oko 7.200 svetlosnih godina i sadrži prvu potvrđenu crnu rupu mase ~20 Sunčevih masa. Istraživači su, kombinovanjem gotovo dve decenije podataka iz američke mreže Very Long Baseline Array (VLBA) i Evropske VLBI Network (EVN), rekonstruisali visokorazlučive snimke mlazova kroz vreme. Analiza pokazuje da se mlazovi kreću brzinom od oko 0,5 brzine svetlosti i prenose približno 10% ukupne energije oslobođene upadanjem materije — što je ekvivalent snazi od oko 10.000 Sunca.
Kako su dobili meru
Tim predvođen Steveom Prabuom iz Oksforda iskoristio je promene u položaju i obliku mlazova koje izazivaju snažni zvezdani vetrovi pratilaća sistema. Ti „plesni“ pomaci i savijanje mlazova omogućili su naučnicima da direktno procene brzinu i protok energije — metoda koja smanjuje neke od ključnih nepoznanica koje muče ranija, indirektna merenja.
"Sastavljanjem opservacija iz skoro dve decenije uspeli smo da prikažemo 'ples' mlaza i izmerimo njegove osobine na način koji ranije nije bio moguć," kaže Steve Prabu.
Šta to znači za kosmologiju
Rezultat ima širi značaj jer ukazuje da se ista fizika verovatno primenjuje na crne rupe različitih masa. Prema Jamesu Miller-Jonesu, rezultati mogu poslužiti kao „sidro“ za modelovanje mlazova i njihovu ulogu u oblikovanju galaksija — od malih akretujućih crnih rupa do supermasivnih objekata u središtima galaktičkih jata.
Rob Fender (koji nije bio u timu) napominje: "Kalibracija snage mlazova je ključna za razumevanje kako su ovi objekti uticali na kosmos, ali je izuzetno teško mjeriti. U slučaju Cygnus X-1, mnoge pretpostavke su svedene zahvaljujući dobrim podacima o pratilaću i njegovim vetrovima."
Ranija procena snage mlazova zasnivala se na njihovim dugoročnim efektima na okolinu; ovo direktno merenje pruža precizniju osnovu za kosmičke simulacije koje prave model rasta i evolucije galaksija. Zbog bogatstva podataka o Cygnus X-1, autori ističu da ovakvo direktno merenje danas nije moguće izvesti u drugim poznatim sistemima.
Zaključak: Direktno merenje brzine (~0,5c) i energetskog udela (~10% akrecione energije) mlazova u Cygnus X-1 predstavlja značajan napredak u razumevanju kako crne rupe utiču na svoju kosmičku okolinu i daje novo, empirijsko sidro za teorije i simulacije galaktičke evolucije.
Pomozite nam da budemo bolji.
