Pierwsza odkryta czarna dziura masywniejsza niż sądzono
-
Nadrzędna kategoria: Wiadomości Naukowe
Międzynarodowy zespół z udziałem prof. Janusza Ziółkowskiego z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN zaobserwował, że utrata masy wiatru przez masywne gwiazdy jest znacznie słabsza niż wcześniej szacowano, a pierwsza odkryta czarna dziura jest masywniejsza niż sądzono. Artykuł na ten temat ukazał się w „Science”.
Artystyczna wizja czarnej dziury w układzie Cygnus X-1; źródło: ESA, Hubble.
Słynny rentgenowski układ podwójny Cygnus X-1 zawiera pierwszą odkrytą czarną dziurę. Zostało to wykazane w latach 70. XX wieku przez Toma Boltona oraz Louise Webster i Paula Murdina, którzy zmierzyli prędkości radialne obserwowanego nadolbrzyma w układzie i wskazali, że niewidzialny towarzysz, który jest okrążany przez nadolbrzyma, jest prawdopodobnie czarną dziurą.
Najnowszy artykuł opublikowany przez międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzi prof. Janusz Ziółkowski z CAMK PAN, dowodzi, że Cygnus X-1 zawiera czarną dziurę o masie 21 mas Słońca, czyli 1,5 razy więcej niż przypuszczano.
Pierwsza część artykułu dotyczy obserwacji radiowych VLBI prowadzonych przez grupę kierowaną przez Jamesa Millera-Jonesa. Analiza zapewnia precyzyjne wyznaczenie paralaksy radiowej układu, przekładającej się na odległość 2,22 ± 0,17 kpc. Druga część wykorzystuje ten wynik i inne dane obserwacyjne do określenia parametrów układu podwójnego. Szczególnie interesujące są uzyskane wartości mas składników: 40,6 ± 7,4 i 21,2 ± 2,2 mas Słońca. Wartości te są znacznie wyższe niż dotychczas sądzono. Mają one bardzo poważne konsekwencje dla obrazu ewolucji masywnych gwiazd. Jedną z nich jest fakt, że utrata masy przez te gwiazdy w postaci wiatru jest znacznie słabsza niż wcześniej szacowano.
W wyniku wiatru gwiazdy tracą masę, wzbogacając otoczenie w pierwiastki. Obliczenia te są istotne dla zrozumienia składu gwiazd, szczególnie po ich eksplozji i powstaniu czarnych dziur.
Przewidywane relacje masa-jasność dla masywnych jąder spalających wodór gwiazd o różnym składzie chemicznym. Masy podane są w masach Słońca, a jasności w stosunku do jasności Słońca. Relacje pokazują pozycje częściowo wyewoluowanych gwiazd w momencie, gdy mają one efektywną temperaturę i tempo utraty masy wiatru gwiazdowego odpowiadające tym obserwowanym dla nadolbrzyma na Cyg X-1. Masa i jasność są pokazane jako błękitny trójkąt. Wartości z tej pracy są pokazane jako niebieskie kółko.
Artykuł „Cygnus X-1 contains a 21-solar mass black hole – Implications for massive star winds” w „Science”