Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci z finské Univerzity v Turku zjistili, že osa rotace černé díry ve dvojhvězdném systému MAXI J1820+070 je vůči ose oběžné dráhy hvězdy skloněna o více než 40 stupňů. Toto zjištění zpochybňuje současné teoretické modely vzniku černých děr. Pozorování astronomů z finské observatoře Tuorla je prvním spolehlivým měřením, které ukazuje velký rozdíl mezi osou rotace černé díry a osou oběžné dráhy binárního systému.
Časté je uspořádání, při němž osa rotace centrálního velmi hmotného (relativně) tělesa je do značné míry zarovnána s osou rotace jeho satelitů. To platí i pro Sluneční soustavu: planety obíhají kolem Slunce v rovině, která se zhruba shoduje s rovinou rovníku Slunce. Sklon osy rotace Slunce vůči orbitální ose Země je pouhých 7 stupňů.
„Podobné zarovnání ale mnohdy neplatí pro bizarní objekty, jako jsou rentgenové dvojhvězdy s černými dírami. Černé díry v těchto systémech vznikly v důsledku kosmického kataklyzmatu – zhroucení masivní hvězdy. Viděli jsme, že černá díra přitahuje hmotu z blízké, lehčí doprovodné hvězdy, která kolem ní obíhá. Pozorovali jsme jasné optické a rentgenové záření jako poslední výdech materiálu klesajícího do černé díry a také rádiové záření z relativistických výtrysků (jetů) unikajících ze systému,“ uvedl hlavní autor studie Juri Poutanen z University of Turku.
Sledováním těchto jetů byli vědci schopni přesně určit směr osy rotace černé díry. Když se později začalo množství plynu padajícího z průvodní hvězdy na černou díru snižovat, systém pohasl a většina světla v něm pocházela z průvodní hvězdy. Tímto způsobem byli vědci schopni změřit sklon dráhy pomocí spektroskopických technik a ten se náhodou téměř shodoval se sklonem výtrysků. K určení 3D orientace dráhy bylo navíc třeba znát úhel polohy systému na obloze, tedy jak je systém natočen vzhledem k severu. To se měřilo zase pomocí polarimetrických technik.
„Zjištěný rozdíl více než 40 stupňů mezi osou oběžné dráhy hvězdy a osou rotace černé díry byl zcela nečekaný. Při modelování chování hmoty v zakřiveném časoprostoru kolem černé díry vědci často předpokládali, že tento rozdíl bude velmi malý. Současné modely jsou již opravdu složité a nová zjištění nás nyní nutí je ještě zkomplikovat,“ říká J. Poutanen.
Juri Poutanen et al, Black hole spin–orbit misalignment in the x-ray binary MAXI J1820+070, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abl4679
Zdroj: University of Turku / Phys.org
