Światło może nie być w stanie uciec z czarnej dziury, ale teraz wystarczająca ilość informacji uciekła ze szponów jednej czarnej dziury, którą astronomowie po raz pierwszy byli w stanie podać jej pełny opis. Zespół astronomów z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i San Diego State University dokonał najdokładniejszych jak dotąd pomiarów układu podwójnego rentgenowskiego Cygnus X-1, pozwalając im odkryć dawne tajemnice czarnej dziury i aby odtworzyć historię od jej narodzin około sześć milionów lat temu.
Cygnus X-1, który składa się z czarnej dziury, która czerpie materiał z swojej masywnej niebieskiej gwiazdy towarzyszącej, emituje silne promieniowanie rentgenowskie prawie pół wieku temu. Od momentu odkrycia w 1964 r. To galaktyczne źródło promieniowania rentgenowskiego zostało dokładnie zbadane, a astronomowie próbowali uzyskać informacje o jego masie i spinie. Ale bez dokładnego pomiaru jego odległości od Ziemi, która została oszacowana na 5800 do 7800 lat świetlnych, moglibyśmy tylko wyobrazić sobie, jakie tajemnice krył Cygnus X-1.
Astronom Mark Reid z CfA poprowadził swój zespół do najdokładniejszego pomiaru odległości do Cygnusa X-1 za pomocą Very Long Baseline Array (VLBA), ogólnoeuropejskiego systemu radioteleskopu. Zespół zablokował bezpośredni pomiar trygonometryczny wynoszący 6070 lat świetlnych.
„Ponieważ żadna inna informacja nie może uciec przed czarną dziurą, znajomość jej masy, spinu i ładunku elektrycznego daje pełny jej opis”, mówi Reid, który jest współautorem trzech artykułów na temat Cygnus X-1, opublikowanych w Astrophysical Journal Letters (dostępne tutaj, tutaj i tutaj). „Ładunek tej czarnej dziury jest prawie zerowy, więc pomiar jej masy i spinu czyni nasz opis kompletnym.”
Korzystając z ich nowego precyzyjnego pomiaru odległości wraz z Obserwatorium rentgenowskim Chandra, eksploratora synchronizacji rentgenowskiej Rossi, zaawansowanego satelity dla kosmologii i astrofizyki oraz obserwacji w świetle widzialnym wykonanych przez ponad dwie dekady, zespół opracował „No Hair ”Twierdzenie - pełny opis, o którym mówi Reid - odsłaniając potężną masę prawie 15 mas Słońca i prędkość wirowania turbo 800 obrotów na sekundę. „Wiemy teraz, że Cygnus X-1 jest jedną z najbardziej masywnych czarnych dziur w Drodze Mlecznej” - mówi Jerry Orosz z San Diego State University, także autor artykułu z Reid i Lijun Gou z CfA. „Kręci się tak szybko, jak każda czarna dziura, jaką kiedykolwiek widzieliśmy”.
Jako dodatkowy bonus, obserwacje za pomocą VLBA w 2009 i 2010 r. Mierzyły również ruch Łabędzia X-1 przez galaktykę, prowadząc naukowców do wniosku, że jest on zbyt wolny, aby mógł zostać wytworzony przez wybuch supernowej i bez dowodów na istnienie duże „kopnięcie” przy narodzinach, astronomowie uważają, że mogło to wynikać z ciemnego zapadnięcia się gwiazdy progenitorowej o masie większej niż około 100-krotność masy Słońca, która zaginęła w silnym wietrze gwiezdnym. „Istnieją sugestie, że ta czarna dziura mogła powstać bez wybuchu supernowej, a nasze wyniki potwierdzają te sugestie”, mówi Reid.
Wydaje się, że dzięki tym pomiarom profesor Stephen Hawking ma się dobrze i naprawdę musi jeść własne słowa po postawieniu zakładu z innym astrofizykiem Kipem Thorne, profesorem fizyki teoretycznej w California Institute of Technology, że Cygnus X-1 nie zawierał czarna dziura.
„Przez czterdzieści lat Cygnus X-1 był kultowym przykładem czarnej dziury. Jednak pomimo ustępstwa Hawkinga nigdy nie byłem do końca przekonany, że tak naprawdę zawiera czarną dziurę - do tej pory - mówi Thorne. „Dane i modelowanie w tych trzech artykułach dostarczają wreszcie całkowicie definitywnego opisu tego systemu binarnego.”
Źródła: CfA
