Исследователи нашли, что ось вращения черной дыры, входящей в состав двойной системы, наклонена под углом более чем 40 градусов по отношению к оси орбиты звезды. Эти находки бросают вызов современным теоретическим моделям формирования черных дыр.
Эти наблюдения, проведенные исследователями из обсерватории Туорла, Финляндия, представляют собой первые надежные измерения, демонстрирующие большую разницу между наклонами оси вращения черной дыры и оси орбиты двойной системы. Эта разница, измеренная авторами работы для двойной системы MAXI J1820+070, составила более 40 градусов.
Часто ось вращения центрального массивного тела оказывается ориентирована в одном направлении с осью вращения спутников этого тела. Это выполняется в случае Солнечной системы – планеты обращаются вокруг Солнца в одной плоскости, которая почти совпадает с экваториальной плоскостью Солнца. Наклон оси вращения Солнца по отношению к оси орбиты Земли составляет всего лишь 7 градусов.
«В случае экзотических космических объектов, таких как рентгеновские двойные, включающие черные дыры, не стоит ожидать сонаправленности осей. Черные дыры в таких системах формировались в результате космического катаклизма – коллапса массивной звезды. Теперь мы видим, как черная дыра перетягивает материю с лежащей рядом менее массивной звезды-компаньона, обращающейся вокруг нее. Мы видим яркое оптическое и рентгеновское излучение, словно «последний вздох» падающего на черную дыру материала, а также радиоизлучение — со стороны релятивистских джетов, испускаемых системой», — сказал Юрий Поутанен, профессор астрономии Университета Турку, Финляндия, и главный автор этой новой публикации.
Проследив эти джеты, исследователи смогли точно определить направление оси вращения черной дыры. Поскольку количество газа, падающего со звезды-компаньона на черную дыру, стало снижаться, яркость системы упала, и большая часть света теперь излучалась звездой-компаньоном. В этих условиях авторы смогли измерить наклон орбиты, используя спектроскопические методы, и она оказалась почти сонаправлена с выбросами.
«Чтобы определить трехмерное положение орбиты, необходимо знать позиционный угол системы на небе, то есть то, как система повернута по отношению к Северу на небе. Этот угол нам удалось измерить при помощи поляриметрических методов», — сказал Поутанен.
Эти результаты могут привести к пересмотру современных моделей формирования и эволюции двойных систем такого типа, поскольку обычно в сценариях эволюции таких систем не допускается большой угол между осями собственного вращения черной дыры и орбитального движения звезды-компаньона, подчеркнули авторы.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение