La colaboración internacional entre Japón y Suecia ha ayudado a aclarar cómo la gravedad afecta la forma de la materia alrededor de un agujero negro en el binario Cygnus X-1. Sus hallazgos, publicados en Nature Astronomy este mes, ayudarán a los científicos a comprender mejor la física de la gravedad fuerte y la evolución de los agujeros negros y las galaxias.
Cerca del centro de la constelación Cygnus hay una estrella que orbita el primer agujero negro encontrado en el universo. Juntos, forman un sistema binario conocido como Cygnus X-1. Este agujero negro es también una de las fuentes de rayos X más brillantes del cielo. Sin embargo, la geometría de la materia que genera esta luz era incierta. El equipo de investigación reveló esta información gracias a una nueva técnica de polarimetría de rayos X.
Tomar una fotografía de un agujero negro no es fácil. Primero, un agujero negro no se puede ver porque la luz no puede salir de él. En lugar de observar el agujero negro en sí, los científicos pueden observar la luz que emana de la materia adyacente. En el caso de Cygnus X-1, esta luz será emitida por una estrella cerca del agujero negro.
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La mayor parte de la luz que vemos vibra en muchas direcciones. La polarización filtra la luz para que vibre en una dirección. Esto es similar a cómo las gafas de nieve con lentes polarizados ayudan a los esquiadores a ver hacia dónde se dirigen hacia la montaña porque el filtro dispersa la nieve que se refleja en la nieve.
"Es lo mismo con los rayos X duros cerca de un agujero negro", dice el coautor Hiromitsu Takahashi. “Pero este filtro recibe rayos X duros y rayos gamma del agujero negro. Ningún anteojo te salvará de estos rayos, por lo que necesitamos otro dispositivo especial para medir esta dispersión de luz ".
El equipo necesitaba averiguar de dónde proviene la luz y dónde se dispersa. Para ambas mediciones se utilizó un polarímetro de globo de rayos X PoGO +. Dos modelos en competencia describen cómo se ve la materia junto a un agujero negro en un sistema binario como Cygnus X-1: el poste de luz y el modelo extendido. En el modelo de poste de luz, la corona es compacta y está estrechamente relacionada con el agujero negro. Los fotones se inclinan hacia el disco de acreción, lo que da como resultado una mayor reflexión de la luz. En el modelo extendido, la corona es más grande y se extiende alrededor del agujero negro. La luz reflejada por el disco es más débil. Dado que la luz no se dobla mucho en la fuerte gravedad del agujero negro, el equipo concluyó que el agujero negro sigue el modelo de corona expandida.
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Ilya Khel
