Czarna dziura w Cygnus X-1 jest jednym z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego na niebie. Światło w pobliżu czarnej dziury pochodzi z materii pompowanej z satelity
Współpraca japońskich i szwedzkich naukowców ujawniła, jak grawitacja wpływa na formę materii w pobliżu czarnej dziury w systemie podwójnym Cygnus X-1. Wyniki te pomogą zrozumieć fizykę silnej grawitacji i ewolucji czarnych dziur i galaktyk.
W pobliżu centrum konstelacji Łabędzia jest gwiazda obracająca się wokół pierwszej czarnej dziury we wszechświecie. Razem tworzą podwójny system Cygnus X-1. Ta czarna dziura pełni również rolę najjaśniejszego źródła promieniowania rentgenowskiego na niebie. Ale geometria materii generującej światło pozostała niepewna. Naukowcy wykorzystali polarymetrię rentgenowską do rozwiązania tego problemu.
Zrób zdjęcie czarnej dziury nie jest łatwe. Przede wszystkim nie można obserwować obiektu, ponieważ czarne światło nie może uciec. Dlatego konieczne jest dostrojenie się do światła emanującego z materii w pobliżu czarnej dziury. Sytuacja z Cygnusem X-1 dotyczy czarnej dziury wirującej wokół. Światło wibruje w wielu kierunkach.
Filtry polaryzacyjne świecą tak, że wibrują w jednym kierunku. Filtr przesyła promienie rentgenowskie i gamma pochodzące z czarnej dziury. Zespół musiał ustalić, skąd pochodzi światło i gdzie się rozprasza. Aby wykonać oba pomiary, uruchomili polarymetr rentgenowski w balonie PoGO +. Stamtąd naukowcy mogli określić, ile promieni rentgenowskich odbijało się od dysku akrecyjnego.
Dwa konkurencyjne modele opisują, jak materia w pobliżu czarnej dziury może wyglądać w systemie podwójnym: słup lampy i model rozszerzony. Po pierwsze, korona jest zwarta, a ciasto połączone z czarną dziurą. Fotony zginają się do dysku akrecyjnego, co prowadzi do większej ilości odbijanego światła. W modelu rozszerzonym korona jest większa i rozprzestrzenia się wokół czarnej dziury. Wtedy odbite światło na dysku jest słabsze.
Artystyczna wizja dwóch konkurencyjnych modeli: słupa lampy i przedłużonego. Czarna kropka to czarna dziura, niebieska to jej dysk akrecyjny, a czerwona to korona
Ponieważ światło nie ugięło się tak mocno pod wpływem potężnej grawitacji czarnej dziury, naukowcy doszli do wniosku, że rozszerzony model zadziałał. Te informacje pomogą uzyskać więcej cech czarnych dziur. Na przykład ich rotacja. Efekt rotacji może zmienić czasoprzestrzeń wokół czarnej dziury i dać wskazówkę co do procesu ewolucji.
