핀란드 투르쿠 대학의 연구원들은 회전축이[{” attribute=””>black hole in a binary system is tilted more than 40 degrees relative to the axis of stellar orbit. The finding challenges current theoretical models of black hole formation.
The observation by the researchers from Tuorla Observatory in Finland is the first reliable measurement that shows a large difference between the axis of rotation of a black hole and the axis of a binary system orbit. The difference between the axes measured by the researchers in a binary star system called MAXI J1820+070 was more than 40 degrees.
Artist impression of the X-ray binary system MAXI J1820+070 containing a black hole (small black dot at the center of the gaseous disk) and a companion star. A narrow jet is directed along the black hole spin axis, which is strongly misaligned from the rotation axis of the orbit. Image produced with Binsim. Credit: R. Hynes
Often for the space systems with smaller objects orbiting around the central massive body, the own rotation axis of this body is to a high degree aligned with the rotation axis of its satellites. This is true also for our solar system: the planets orbit around the Sun in a plane, which roughly coincides with the equatorial plane of the Sun. The inclination of the Sun rotation axis with respect to orbital axis of the Earth is only seven degrees.
“The expectation of alignment, to a large degree, does not hold for the bizarre objects such as black hole X-ray binaries. The black holes in these systems were formed as a result of a cosmic cataclysm – the collapse of a massive star. Now we see the black hole dragging matter from the nearby, lighter companion star orbiting around it. We see bright optical and X-ray radiation as the last sigh of the infalling material, and also radio emission from the relativistic jets expelled from the system,” says Juri Poutanen, Professor of Astronomy at the University of Turku and the lead author of the publication.
블랙홀(기체 디스크 중앙에 있는 작은 검은 점)과 동반성을 포함하는 X선 쌍성계 MAXI J1820 + 070에 대한 예술가의 인상. 좁은 제트는 블랙홀의 회전축을 따라 지시되며, 이는 궤도의 회전축에서 크게 기울어져 있습니다. 이미지는 산들 바람으로 생성되었습니다. 크레딧: R. Hynes
이러한 제트를 따라가면서 연구원들은 블랙홀의 회전축 방향을 매우 정확하게 결정할 수 있었습니다. 나중에 동반성에서 블랙홀로 떨어지는 가스의 양이 감소하기 시작하면서 계의 온도가 냉각되고 계 내의 빛의 상당 부분이 동반성에서 나왔다. 이렇게 해서 연구진은 분광기법을 이용하여 궤도의 기울기를 측정할 수 있었고, 이는 탄도의 기울기와 거의 일치했다.
“궤도의 3D 방향을 결정하려면 하늘에서 시스템의 위치 각도도 알아야 합니다. 이는 시스템이 하늘에서 북쪽 방향에 대해 어떻게 회전하는지를 의미합니다. 이것은 편광 기술을 사용하여 측정되었습니다”라고 말합니다. 주리 포타닌.
Science에 발표된 결과는 블랙홀 형성 및 이러한 시스템의 진화 연구에 대한 흥미로운 전망을 열어줍니다. 많은 블랙홀 형성 및 이진 진화 시나리오에서 그러한 극단적인 불균형을 얻기가 어렵기 때문입니다.
궤도축과 블랙홀의 회전 사이의 40도 이상의 차이는 전혀 예상치 못한 것이었다. 과학자들은 종종 블랙홀 주변의 구부러진 시간 공간에서 물질의 거동을 모델링할 때 이 차이가 매우 작다고 가정했습니다. 기존 모델은 이미 복잡하고 이제 새로운 발견으로 인해 새로운 차원을 추가해야 합니다.”라고 Potanin은 말합니다.
참조: Guri Potanin, Alexandra Veledina, Andrei V Berdyugina, Svetlana V Berdyugina, Helen Germak, Peter J. Juncker, Gary JE Kagava, Ilya Kozenkov의 “X선 바이너리 MAXI J1820+070의 궤도-궤도 블랙홀 회전 불균형”, Vadim Kravtsov Filippo Perola, Manisha Shrestha, Manuel A. Perez-Torres, Serge S. Tsygankov, 2022년 2월 24일 여기에서 사용할 수 있습니다. 알고.
DOI: 10.1126 / science.abl4679
주요 결과는 Turku 대학이 공동 소유한 Northern Optical Telescope에 설치된 자체 제작 DIPol-UF 편광계를 사용하여 만들어졌습니다 오르후스 대학교 덴마크에서.
