Utilizando el telescopio IBIS a bordo del satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea, los investigadores informaron las primeras mediciones de polarización de un sistema binario de agujero negro, que comprende un agujero negro y una estrella normal que orbita alrededor de un centro de masa común.
Las nuevas observaciones revelan que la región caótica está enhebrada por campos magnéticos, y representan la primera vez que los campos magnéticos se han identificado tan cerca de un agujero negro. Lo más importante es que Integral muestra que son campos magnéticos altamente estructurados que están formando un túnel de escape para la materia caliente que de otra manera se hundiría en el agujero negro en milisegundos.
Philippe Laurent es investigador del Instituto de Investigación de las Leyes Fundamentales del Universo (IRFU), del CEA en Francia. Es el autor principal del artículo, que aparece hoy enScience Express.
Laurent y sus colegas detectaron fotones de rayos gamma polarizados provenientes de Cygnus X-1 (19h 58metro 21.6756s + 35 ° 12 ′ 05.775 ″), un conocido sistema binario de rayos X de agujero negro en la constelación de Cygnus. Sugieren que la emisión polarizada se origina en un chorro de partículas relativistas muy cerca del agujero negro.
El gráfico anterior se refiere a los resultados del equipo: "mientras que los fotones de baja energía parecen no estar polarizados (la línea de inserción a la izquierda es simplemente plana), los de mayor energía están fuertemente polarizados (la línea de inserción a la derecha parece ser sinusoidal ), y por lo tanto debería estar relacionado con el jet ", escribió Laurent en un correo electrónico.
Los autores revelan más detalles a través del artículo: "El modelado espectral de los datos revela dos mecanismos de emisión: los datos de 250-400 keV son consistentes con la emisión dominada por la dispersión de Compton en electrones térmicos y están débilmente polarizados", escriben. "El segundo componente espectral visto en la banda 400keV-2MeV está, por el contrario, fuertemente polarizado, lo que revela que la emisión de MeV probablemente esté relacionada con el chorro detectado por primera vez en la banda de radio".
Su evidencia apunta a que el campo magnético del agujero negro es lo suficientemente fuerte como para arrancar partículas de las garras gravitacionales del agujero negro y canalizarlas hacia afuera, creando chorros de materia que se disparan al espacio, según un comunicado de prensa de la ESA. Las partículas en los chorros están siendo dibujadas en trayectorias espirales a medida que escalan el campo magnético hacia la libertad y esto está afectando una propiedad de su luz de rayos gamma conocida como polarización.
Un rayo gamma, como la luz ordinaria, es un tipo de onda, y la orientación de la onda se conoce como polarización. Cuando una partícula rápida gira en espiral en un campo magnético, produce un tipo de luz, conocida como emisión de sincrotrón, que muestra un patrón característico de polarización. Es esta polarización que el equipo ha encontrado en los rayos gamma. Fue una observación difícil de hacer.
"Tuvimos que usar casi todas las observaciones que Integral ha hecho de Cygnus X-1 para hacer esta detección", dice Laurent.
Amasados durante siete años, estas observaciones repetidas del agujero negro ahora suman más de cinco millones de segundos de tiempo de observación, el equivalente a tomar una sola imagen con un tiempo de exposición de más de dos meses. El equipo de Laurent los agregó a todos juntos para crear tal exposición.
“Todavía no sabemos exactamente cómo la materia que cae se convierte en los aviones. Hay un gran debate entre los teóricos; estas observaciones los ayudarán a decidir ", dice Laurent.
Los chorros alrededor de los agujeros negros se han visto antes por radiotelescopios, pero tales observaciones no pueden ver el agujero negro con suficiente detalle para saber exactamente qué tan cerca del agujero negro se originan los chorros. Eso hace que estas nuevas observaciones sean invaluables. Dichas mediciones de polarización pueden proporcionar información directa sobre la naturaleza de muchos procesos astrofísicos y los investigadores dicen que, en el futuro, su descubrimiento podría ampliar nuestra comprensión de los mecanismos de emisión de Cygnus X-1, un modelo para otros binarios de agujeros negros en el universo.
Fuente: Ciencias. El periódico aparece hoy, en el Science Express sitio web.
