A Black Hole Spins on Its Side – “Completely Unexpected”

Binarni rentgenski sistem Maxi J1820+070

Raziskovalci z Univerze v Turkuju na Finskem so ugotovili, da je os vrtenja a[{” attribute=””>black hole in a binary system is tilted more than 40 degrees relative to the axis of stellar orbit. The finding challenges current theoretical models of black hole formation.

The observation by the researchers from Tuorla Observatory in Finland is the first reliable measurement that shows a large difference between the axis of rotation of a black hole and the axis of a binary system orbit. The difference between the axes measured by the researchers in a binary star system called MAXI J1820+070 was more than 40 degrees.

X-Ray Binary System MAXI J1820+070

Artist impression of the X-ray binary system MAXI J1820+070 containing a black hole (small black dot at the center of the gaseous disk) and a companion star. A narrow jet is directed along the black hole spin axis, which is strongly misaligned from the rotation axis of the orbit. Image produced with Binsim. Credit: R. Hynes

Often for the space systems with smaller objects orbiting around the central massive body, the own rotation axis of this body is to a high degree aligned with the rotation axis of its satellites. This is true also for our solar system: the planets orbit around the Sun in a plane, which roughly coincides with the equatorial plane of the Sun. The inclination of the Sun rotation axis with respect to orbital axis of the Earth is only seven degrees.

“The expectation of alignment, to a large degree, does not hold for the bizarre objects such as black hole X-ray binaries. The black holes in these systems were formed as a result of a cosmic cataclysm – the collapse of a massive star. Now we see the black hole dragging matter from the nearby, lighter companion star orbiting around it. We see bright optical and X-ray radiation as the last sigh of the infalling material, and also radio emission from the relativistic jets expelled from the system,” says Juri Poutanen, Professor of Astronomy at the University of Turku and the lead author of the publication. 

READ  Vse žive kače so nastale iz redkih preživelih asteroida, ki je ubil dinozavre

Umetnikov vtis rentgenskega binarnega sistema MAXI J1820+070, sestavljenega iz črne luknje (majhna črna pika v središču plinastega diska) in spremljevalne zvezde. Ozek curek je usmerjen vzdolž osi vrtenja črne luknje, ki je močno neusklajena z osjo vrtenja orbite. Slika zgrajena z binsimom. Zasluge: R. Hines

S spremljanjem teh curkov so raziskovalci lahko zelo natančno določili smer osi vrtenja črne luknje. Ko se je količina plina, ki je padla v črno luknjo iz spremljevalne zvezde, začela zmanjševati, se je sistem zatemnil in večina svetlobe v sistemu je prihajala iz spremljevalne zvezde. Na ta način so raziskovalci lahko s spektroskopskimi tehnikami izmerili naklon orbite, ki je približno sovpadal z naklonom izmeta.

“Za določitev 3D orientacije orbite je treba poleg tega poznati pozicijski kot sistema na nebu, kar pomeni, kako se sistem vrti glede na smer severa na nebu. Temu pravimo polarimetrične tehnike,” pravi Juri Potanen.

Rezultati, objavljeni v reviji Science, odpirajo zanimive možnosti za preučevanje nastajanja črnih lukenj in razvoja tovrstnih sistemov, saj je tako ekstremno neusklajenost težko doseči v številnih scenarijih nastanka črnih lukenj in binarne evolucije.

“Razlika več kot 40 stopinj med orbitalno osjo in vrtenjem črne luknje je bila popolnoma nepričakovana. Znanstveniki so pogosto domnevali, da je ta razlika premajhna, ko so modelirali obnašanje snovi v ukrivljenem časovnem prostoru okoli črne luknje. modeli so že res zapleteni, zdaj pa nas nove ugotovitve prisilijo, da jim dodamo novo dimenzijo,« pravi Pouton.

Referenca: “Neusklajenost vrtenja orbite črne luknje v rentgenskem binarnem MAXI J1820+070” avtorja Juri Poutanen, Alexandra Veledina, Andrei V. Burdyugin, Svetlana V. Burdugina, Helen Germak, Peter G. Jonker, Jari JE Kazawa, Ilya, A. Kosenkov, Vadim Kravtsov, Vilppu Pirola, Manisha Shrestha, Manuel A. Perez Torres in Sergej S. Tsygankov, 24. februar 2022, znanost,
DOI: 10.1126/science.abl4679

READ  Zemlja je trajnica - bližje Soncu kot kateri koli drugi dan v letu

Ključno odkritje je bilo narejeno z uporabo lastnega polarimetričnega instrumenta DIPOL-UF, nameščenega na nordijskem optičnem teleskopu, ki je v skupni lasti Univerze v Turkuju. Univerza Aarhus na Danskem.

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x