Det svarte hullet i Cygnus X-1

Integral ser materie slippe unna svart hull

24 mars 2011

På grunn av den enorme tyngdekraften til et svart hull, blir all materie rundt dratt inn med en fart nær lysets hastighet, under ekstremt høy varme. Nå viser nye observasjoner med ESAs røntgenteleskop, Integral, at noe av materien likevel klarer å slippe unna.

Området rundt et svart hull er ikke noe hyggelig sted å være. I flere hundre kilometer rundt det svarte hullet spinner en malstrøm av partikler og ulike typer stråling.

I denne virvelstrømmen blir stormer av partikler dratt inn i det svarte hullet, med en fart nær lysets hastighet. Det gjør at temperaturen ligger på millioner av grader.

Vanligvis tar det bare et millisekund eller to for partiklene å krysse malstrømmen og falle inn i det svarte hullet. Men kanskje går ikke alle partiklene tapt.

Hvordan slippe unna et svart hull

Slik ser Integral Cygnus X-1

Nye observasjoner gjort med ESAs røntgenstråleobservatorium i rommet, Integral, viser at den kaotiske virvelen som omgir et svart hull har et nett av magnetfelt rundt seg.

Det er første gang magnetfelt har blitt observert så nær et svart hull. Integral viser også at magnetfeltene kan danne en tunnel hvor enkelte av de dødsdømte partiklene kommer seg unna.

Philippe Laurent ved forskningssenteret CEA Saclay i Frankrike, og hans gruppe, oppdaget dette da de undersøkte det svarte hullet Cygnus X-1. Dette svarte hullet holder på å rive følgestjernen sin i filler og spiser gassen som oppstår i prosessen.

En trakt av partikler

Forskningsgruppen har oppdaget at noen av magnetfeltene rundt det svarte hullet er sterke nok til å dra partikler løs fra det svarte hullets ubønnhørlige tyngdefelt og skyte dem utover i en trakt.

Dette skaper en strøm av materie ut i rommet. Partiklene i denne strømmen danner spiralformete baner. Dermed blir gammastrålingen fra disse partiklene polarisert.

Illustrasjon av Integral

Når en rask partikkel spinner i et magnetfelt danner den en stråling som kalles for synkrotronstråling. Denne strålingen har et karakteristisk polarisasjonsmønster.

Det er dette polarisasjonsmønsteret som forskerne har funnet i gammastrålingen ved det svarte hullet, og som indikerer strømmen av partikler.

Lang eksponeringstid

Men dette var ingen lett observasjon å gjøre.

- Vi måtte bruke nesten samtlige data som Integral noensinne har gjort av Cygnus X-1, sier Laurent.

Observasjonene har blitt gjort over en periode på syv år og dekker mer en fem millioner sekunder. Forskerne la dem sammen slik at de fikk et bilde med en ”eksponeringstid” på mer enn to måneder.

Vi vet fortsatt ikke nøyaktig hvordan materien som faller inn i det svarte hullet danner disse strømmene, men teoretikerne debatterer temaet nøye, sier Laurent.

Polarisert stråling i ny detalj

En magnetar – en død stjerne med ekstremt sterkt magnetfelt

Strømmer av partikler på grunn av magnetfelt har blitt sett rundt svarte hull tidligere i radioteleskoper, men ved disse observasjonene kunne forskerne ikke se de svarte hullene i høy nok detalj til å vite hvor nær det svarte hullet strømmene oppstod. Derfor er de nye observasjonene så viktige.

- Oppdagelsen av polarisert stråling fra en strøm rundt et svart hull er et unikt resultat som viser at Integral, som er den av ESAs ulike romobservatorier som dekker høyenergistråling, forsetter å gi oss nøkkelresultater mer enn åtte år etter at den ble skutt opp, sier Christoph Winkler, ESAs prosjektforsker for Integral.

Du kan lese mer om Integral i lenken under og i menyen til høyre. http://www.esa.int/esaSC/SEMTHY3UFLG_index_0.html

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.