System binarny Cygnus X-3, zawierający masywną gwiazdę i prawdopodobnie czarną dziurę, jest źródłem intensywnych promieni rentgenowskich. Dzięki nowym badaniom przeprowadzonym za pomocą satelity NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), astronomowie odkryli, że emisja rentgenowska tego systemu jest wzmocniona przez lejkowatą jamę otaczającą czarną dziurę.
Cygnus X-3, odkryty w latach 70., jest systemem binarnym oddalonym o około 24 tysiące lat świetlnych od Ziemi w naszej Drodze Mlecznej. System ten jest przykładem mniejszych wersji najbardziej świecących kwazarów we wszechświecie. Radioastronomowie zaobserwowali wtedy potężne dżety emitowane z prędkością bliską prędkości światła.
Obserwacje w różnych długościach fal pozwoliły ustalić, że Cygnus X-3 składa się z masywnej gwiazdy typu Wolf-Rayet i kompaktowego obiektu – prawdopodobnie czarnej dziury o masie pięć razy większej od masy Słońca. Gwiazda Wolf-Rayet emituje potężne wiatry, które dostarczają materię do dysku akrecyjnego otaczającego czarną dziurę.
Cygnus X-3 emituje niezwykle intensywne promieniowanie, przekraczając tzw. limit Eddingtona, który reguluje tempo akrecji materii na czarną dziurę. Jednak niektóre kwazary i Cygnus X-3 zdają się przekraczać ten limit, wciąż akreując materię.
Zespół badawczy, kierowany przez Alexandrę Veledinę z Uniwersytetu w Turku, zmierzył stopień polaryzacji światła rentgenowskiego pochodzącego z Cygnus X-3. Odkryli, że wysoki poziom polaryzacji jest wynikiem rozpraszania promieni rentgenowskich wewnątrz lejkowatej jamy otaczającej dysk akrecyjny.
„Zauważyliśmy, że kompaktowy obiekt jest otoczony gęstą, nieprzezroczystą materią,” powiedziała Veledina. „Światło, które obserwujemy, to odbicie od wewnętrznych ścian lejkowatej jamy utworzonej przez otaczający gaz.”
Ten typ struktury jest charakterystyczny dla ultra-jasnych źródeł rentgenowskich (ULX), obserwowanych jako jasne plamy w odległych galaktykach. Cygnus X-3 pozwala teraz lepiej zrozumieć te odległe obiekty, które są trudne do badania ze względu na ogromne odległości.
Badania wykazały, że struktura lejka zmienia się w zależności od ilości akreowanej materii. Gdy tempo akrecji spada, lejek może się zapadać, by odbudować się, gdy akrecja wzrasta. Zespół planuje dalsze obserwacje, aby uchwycić moment zapadania się lejka, co sygnalizowałoby spadek polaryzacji do niemal zera, wskazując, że emisja rentgenowska pochodzi bezpośrednio z gorącego gazu na powierzchni dysku akrecyjnego, a nie poprzez rozpraszanie wewnątrz lejka.
Źródło: Yahoo News
