Enormi anelli a raggi X attorno a un buco nero rivelano polvere interstellare nascosta

Nel giugno 2015, abbiamo ricevuto uno spettacolo meraviglioso. un Buco nero Si è svegliata a 7.800 anni luce di distanza da un pisolino per divorare una scheggia di stelle, un processo caotico che ha inviato strisce stridenti di luce incandescente che eruttavano attraverso la galassia.

Echi di quella luce, illustrati in a Immagine appena rilasciata, consente agli astronomi di mappare e comprendere la polvere spaziale invisibile alla deriva tra le stelle, come mostrato in un documento Pubblicato nel 2016.

Questo oggetto fa parte di un sistema binario chiamato V404 Cygni, situato nella costellazione settentrionale del Cigno. Un buco nero è ciò che è noto come a microquasarcircondato dal materiale di cui si nutre.

Questo materiale viene estratto dalla compagna del buco nero binario, una gigante rossa nelle sue fasi iniziali; A causa della loro danza orbitale molto ravvicinata, il campo gravitazionale del buco nero rimuove la materia esterna della gigante rossa.

Questo processo è ciò che ha causato l’eruzione del 2015. Quando le concentrazioni di materiale della stella sono entrate nel disco di accrescimento del buco nero, ha rilasciato una serie di intensi impulsi di luce a raggi X, che abbiamo rilevato qui sulla Terra.

Queste pulsazioni hanno anche portato a qualcosa di interessante nello spazio intorno a V404 Cygni. Quando la luce viaggia verso la polvere che circonda il sistema, risuona da essa, producendo una serie di anelli concentrici di raggi X.

Questo è sconosciuto, ma è raro. Nella Via Lattea sono stati rilevati altri tre echi di raggi X luminosi provenienti da stelle incandescenti. Quindi, ovviamente, gli astronomi hanno colto l’opportunità di utilizzare gli echi prodotti da V404 Cygni per saperne di più non solo sul comportamento del buco nero, ma anche sulla polvere cosmica che lo circonda.

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Raggi X compositi e immagine ottica degli anelli. (Raggi X: NASA/CXC/UWisc-Madison/S. Heinz et al.; ottico/infrarosso: Pan-STARRS)

Le immagini dell’Osservatorio a raggi X Chandra mostrano otto anelli concentrici, creati dal bagliore di un buco nero, trasmessi attraverso la polvere tra noi e il duo. Gli anelli sono sottili, perché il bagliore era breve.

Vengono anche rivelati i diametri degli anelli. Ci dicono la distanza tra noi e l’anello, perché conosciamo la distanza da V404 Cygni e quanto velocemente viaggia la luce. Gli anelli più vicini hanno diametri maggiori, gli anelli più esterni sono più piccoli – considera di guardare il fondo del tubo. La prospettiva farà apparire l’estremità vicina del tubo più grande dell’estremità lontana.

Illustrazione di anelli a raggi X attorno a un buco neroL’illustrazione mostra in dettaglio come viene prodotta la struttura toroidale. (Università del Wisconsin-Madison/Santi)

Gli otto anelli, quindi, rappresentano otto nubi separate di polvere che la luce ha incontrato mentre si propagava nello spazio.

Da ciò, sappiamo che l’anello più vicino e più grande è costituito da una nuvola di polvere a circa 3.363 anni luce di distanza e il più lontano a circa 6.934 anni luce.

Infine, la luce emessa dalla polvere può essere analizzata per determinare la struttura e la composizione della polvere cosmica. Alcuni elementi assorbono determinate lunghezze d’onda della luce dei raggi X, il che significa che gli scienziati possono studiare lo spettro dei raggi X che ci raggiunge per vedere di cosa è fatta la polvere. Hanno scoperto che è probabile che la polvere cosmica sia principalmente silice e grafite, e anche irregolare in tutte le direzioni.

È stato questo studio in particolare Pubblicato nel 2016Ma continuare a monitorare gli echi di luce consentirà agli scienziati di saperne di più sulla polvere interstellare normalmente invisibile. Inoltre, V404 Cygni è rumoroso e sperimenta un’esplosione all’incirca ogni pochi decenni, quindi possiamo aspettarci futuri brillamenti per aiutarci a capire come la polvere interstellare cambia nel tempo.

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C’è molto che possiamo imparare anche da tali esplosioni. Ad esempio, l’eruzione del 2015 ci ha mostrato che il campo magnetico del buco nero V404 Cygni era molto più debole di quanto ci aspettassimo; E che anche il buco nero traballa, a causa del modo in cui attrae lo spaziotempo.

C’era, infatti, Piuttosto un sacco di documenti Pubblicato nel 2015 V404 Cygni sfogo. È il dono del buco nero che continua a dare, e probabilmente continuerà a farlo, in futuro.

Immagina se tutti ti guardassero in quel modo ogni volta che fai uno spuntino.

Il documento è stato pubblicato nel 2016 in Giornale Astrofisico.

Giustina Rizzo

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