Науковці використали супутник IXPE для вимірювання поляризації рентгенівського випромінювання, що надходить від чорної діри IGR J17091-3624. Вона виявилася на 9,1 % вище, ніж очікувалося, тож астрономи висунули низку цікавих теорій, які могли б пояснити це явище.
Рентгенівський супутник та чорна діра
Чорні діри нічого не випромінюють, і саме тому так називаються. Однак речовина у просторі безпосередньо навколо них цілком може світитися на різних довжинах хвиль, зокрема і в рентгенівському діапазоні. І саме у ньому один з цих чудових об’єктів дослідила міжнародна команда вчених.
Головним інструментом у дослідженні є космічний телескоп IXPE. Цей унікальний апарат здатний вимірювати поляризацію рентгенівського випромінювання, тобто те, наскільки коливання відбуваються в одній площині.
Чорна діра, яка стала об’єктом дослідження, має назву IGR J17091-3624 і розташована за 28 тис. світлових років від нас. Вона є частиною тісної подвійної системи й демонструє періодичні коливання яскравості, схожі на биття серця.
Загадкова розбіжність
Головним результатом дослідження IGR J17091-3624 є те, що ступінь поляризації рентгенівського випромінювання від неї виявилася на 9,1 % вище, ніж передбачалося. І тут треба пояснити, що взагалі випромінює у подібній подвійній системі.
Сила тяжіння чорної зорі вириває речовину із зорі-компаньйонки, і вона через своєрідний «міст» перетікає до неї, утворюючи акреційний диск. У цьому диску речовина сильно розігрівається, швидко обертається та випромінює енергію.
Проте в рентгенівському діапазоні світить не сам диск, а «корона» — область усередині нього, де плазма нагрівається до мільярдів градусів. Її орієнтація відносно напрямку на Землю і визначає поляризацію випромінювання.
На превеликий жаль, через величезну відстань науковці не бачать ані самої корони, ані навіть зорі-компаньйонки, щоб перевірити, як же зорієнтований акреційний диск. Але, за деякими даними, бачимо ми його не зовсім із ребра, що забезпечило б максимальний рівень поляризації.
Можливі пояснення
Науковці дослідили різні шляхи пояснення високого ступеня поляризації. В одній моделі астрономи включили «вітер» матерії, піднятої з акреційного диска та відкинутої від системи, що є рідкісним явищем. Якби рентгенівські промені з корони зустрілися із цією матерією на шляху до IXPE, відбулося б комптонівське розсіювання, що призвело б до цих вимірювань.
Інша модель припускала, що плазма в короні може демонструвати дуже швидкий відтік. Якби плазма витікала назовні зі швидкістю до 20 % швидкості світла, або приблизно 124 млн миль на годину, релятивістські ефекти могли б посилити спостережувану поляризацію.
В обох випадках симуляції могли б відтворити спостережувану поляризацію без дуже специфічного ребра. Дослідники продовжуватимуть моделювати та перевіряти свої прогнози, щоб краще зрозуміти високий ступінь поляризації для майбутніх дослідницьких зусиль.
За матеріалами phys.org
