Ученые использовали спутник IXPE для измерения поляризации рентгеновского излучения, поступающего от черной дыры IGR J17091-3624. Она оказалась на 9,1 % выше, чем ожидалось, и астрономы выдвинули ряд интересных теорий, которые могли бы объяснить это явление.
Рентгеновский спутник и черная дыра
Черные дыры ничего не излучают, и именно поэтому так называются. Однако вещество в пространстве непосредственно вокруг них вполне может светиться на разных длинах волн, в том числе и в рентгеновском диапазоне. И именно на нем один из этих замечательных объектов исследовала международная команда ученых.
Главным инструментом в исследовании является космический телескоп IXPE. Этот уникальный аппарат способен измерять поляризацию рентгеновского излучения, то есть то, насколько колебания происходят в одной плоскости.
Черная дыра, ставшая объектом исследования, называется IGR J17091-3624 и находится в 28 тыс. световых лет от нас. Она является частью тесной двойной системы и демонстрирует периодические колебания яркости, похожие на биение сердца.
Загадочное расхождение
Главным результатом исследования IGR J17091-3624 является то, что степень поляризации рентгеновского излучения от нее оказалась на 9,1 % выше, чем предполагалось. И здесь нужно объяснить, что вообще излучает в подобной двойной системе.
Сила гравитации черной звезды отрывает со звезды-компаньона вещество и по своеобразному мосту перетекает к ней, формируя аккреционный диск. Вещество в нем сильно разогрето, быстро вращается и излучает.
Однако в рентгеновском диапазоне светит не сам диск, а «корона» — область внутри него, где плазма нагревается до миллиардов градусов. Ее ориентация относительно направления на Землю и определяет поляризацию излучения.
К большому сожалению, из-за огромного расстояния ученые не видят ни самой короны, ни даже звезды-компаньона, чтобы проверить, как же ориентирован аккреционный диск. Но по некоторым данным мы видим его не совсем из ребра, что обеспечило бы максимальный уровень поляризации.
Возможные пояснения
Ученые исследовали различные пути объяснения высокой степени поляризации. В одной модели астрономы включили «ветер» материи, поднятой из аккреционного диска и отброшенной от системы, что является редким явлением. Если бы рентгеновские лучи из короны встретились с этой материей на пути к IXPE, произошло бы комптоновское рассеяние, что привело бы к этим измерениям.
Другая модель предполагала, что плазма в короне может демонстрировать очень быстрый отток. Если бы плазма вытекала наружу со скоростью до 20 % скорости света, или примерно 124 млн миль в час, релятивистские эффекты могли бы усилить наблюдаемую поляризацию.
В обоих случаях симуляции могли бы воспроизвести наблюдаемую поляризацию без очень специфического ребра. Исследователи будут продолжать моделировать и проверять свои прогнозы, чтобы лучше понять высокую степень поляризации для будущих исследовательских усилий.
По материалам phys.org
