ثقب أسود يدور على جانبه – “غير متوقع تمامًا”

وجد باحثون في جامعة توركو في فنلندا أن محور الدوران هو أ[{” 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.

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. 

https://www.youtube.com/watch؟v=WfapWdqWYIo
نظام X-ray الثنائي MAXI J1820 + 070 مع ثقب أسود (نقطة سوداء صغيرة في وسط قرص الغاز) وكويكب. الثقب الأسود مدفوع بنفث ضيق على محور الدوران ، وهو منحرف بشدة عن محور دوران المدار. الصورة من صنع Pinsim. الائتمان: روبية. هاينز

باتباع هذه النفاثات ، تمكن الباحثون من تحديد اتجاه محور دوران الثقب الأسود بشكل أكثر دقة. عندما بدأت كمية الغاز المتساقطة من الكويكب إلى الثقب الأسود في الانخفاض لاحقًا ، أصبح النظام خافتًا ، وجاء معظم الضوء في النظام من الكويكب. وبهذه الطريقة ، تمكن الباحثون من قياس المنحدر المداري باستخدام تقنيات التحليل الطيفي ، وهذا مطابق تقريبًا لمنحدر التصريفات.

قال Jury Bhutanen: “لتحديد الاتجاه ثلاثي الأبعاد للمدار ، يجب على المرء أن يفهم أيضًا زاوية موضع النظام في السماء ، أي كيف يدور النظام فيما يتعلق بالاتجاه الشمالي في السماء. وقد تم قياسه باستخدام تقنيات قياس الاستقطاب”. .

تفتح النتائج ، التي نُشرت في مجلة Science ، فرصًا مثيرة للاهتمام للبحث في تكوين الثقب الأسود وتطور مثل هذه الأنظمة ، حيث يصعب الحصول على مثل هذه المفاهيم الخاطئة الشديدة في العديد من تكوينات الثقب الأسود وسيناريوهات التطور الثنائي.

“الفرق الذي يزيد عن 40 درجة بين المحور المداري ودوران الثقب الأسود لا يمكن التنبؤ به تمامًا.

ملاحظة: Jury Bhutanen، Alexandra Velidina، Andrei V. بيرديوكين ، سفيتلانا ف. بيرديوجينا ، هيلين جيرماك ، بيتر جي. يونكر ، زاري ج. غاجاوا ، إليا جاجاوا ، جيري ج. أ. كوزينكوف ، فاديم كرافتسوف ، فيلبو بيرولا ، مانيشا شريسثا ، مانويل أ. بيريز توريس وسيرجي س. Saigankov ، 24 فبراير 2022 ، علم.
DOI: 10.1126 / science.abl4679

تم صنع الاختراع الرئيسي باستخدام أداة قياس قطبية داخلية ثنائية القطب – UF مثبتة على تلسكوب بصري نورديك ، مملوك بشكل مشترك من قبل جامعة توركو. جامعة آرهوس في الدنمارك.