2 września 2020 r.
Dr hab. Piotr Lubiński, prof. UZ i doktorant mgr Alexandros Filothodoros (obaj z Wydziału Fizyki i Astronomii UZ) wraz ze współpracownikami opublikowali w czerwcu 2020 roku w czasopiśmie The Astrophysical Journal pracę "Distinct Accretion Modes of Cygnus X-1 Revealed from Hard X-Rays". Publikacja ta została
właśnie wyróżniona przez Europejską Agencję Kosmiczną jako obraz miesiąca satelity INTEGRAL (INTEGRAL Picture of the Month, strona satelity https://www.cosmos.esa.int/web/integral/home).
Publikacja przedstawia wyniki badań najwcześniej odkrytego układu podwójnego z czarną dziurą, Cyg X-1, w konstelacji Łabędzia. Źródłem materii opadającej na czarną dziurę jest w tym układzie bardzo duża gwiazda, niebieski nadolbrzym. Z powodu swej dużej jasności w zakresie promieniowania rentgenowskiego i gamma jest to najlepiej zbadany układ z czarną dziurą. Tym niemniej, pozostaje tu wiele zagadek do wyjaśnienia, a rezultatem badań naszych naukowców jest kolejna tajemnica: specyficzne mody akrecji materii na czarną dziurę w tym układzie. Układ Cyg X-1, jak prawie wszystkie układy podwójne z czarną dziurą, ewoluuje pomiędzy dwoma skrajnymi stanami widmowymi, tzw. stanem miękkim, gdzie dominuje emisja z dysku materii otaczającej czarną dziurę i tzw. stanem twardym, gdzie głównie emituje obszar gorącej plazmy w pobliżu czarnej dziury. Na podstawie badań w zakresie promieniowania rentgenowskiego o niższych energiach wydawało się, że ta ewolucja przebiega w sposób mniej więcej ciągły.
Satelita INTEGRAL jako pierwszy zebrał dla układu Cyg X-1 ogromny zestaw danych o bardzo dobrej jakości w zakresie wysokoenergetycznego promieniowania
rentgenowskiego. W tym zakresie energii dominuje emisja plazmy, co pozwoliło lepiej zdiagnozować geometrię tego składnika układu. Okazało się, że wyznaczone wartości jasności układu i nachylenia widma rentgenowskiego przejawiają na diagramie gęstości danych sześć odrębnych struktur, zamiast układać sie w mniej więcej ciągłe pasmo. Oznacza to, że geometria plazmy przyjmuje pewne specyficzne mody, czego przyczyny na razie nie znamy. Teoretyczne wyjaśnienie tej zagadki może mieć duże znaczenie dla fizyki czarnych dziur. Satelita INTEGRAL nadal obserwuje układ Cyg X-1; nowe dane i bardziej zaawansowana analiza powinny pomóc w naprowadzeniu teoretyków na właściwe rozwiązanie.
Dr hab. Piotr Lubiński, prof. UZ i doktorant mgr Alexandros Filothodoros (obaj z Wydziału Fizyki i Astronomii UZ) wraz ze współpracownikami opublikowali w czerwcu 2020 roku w czasopiśmie The Astrophysical Journal pracę "Distinct Accretion Modes of Cygnus X-1 Revealed from Hard X-Rays". Publikacja ta została
właśnie wyróżniona przez Europejską Agencję Kosmiczną jako obraz miesiąca satelity INTEGRAL (INTEGRAL Picture of the Month, strona satelity https://www.cosmos.esa.int/web/integral/home).
Publikacja przedstawia wyniki badań najwcześniej odkrytego układu podwójnego z czarną dziurą, Cyg X-1, w konstelacji Łabędzia. Źródłem materii opadającej na czarną dziurę jest w tym układzie bardzo duża gwiazda, niebieski nadolbrzym. Z powodu swej dużej jasności w zakresie promieniowania rentgenowskiego i gamma jest to najlepiej zbadany układ z czarną dziurą. Tym niemniej, pozostaje tu wiele zagadek do wyjaśnienia, a rezultatem badań naszych naukowców jest kolejna tajemnica: specyficzne mody akrecji materii na czarną dziurę w tym układzie. Układ Cyg X-1, jak prawie wszystkie układy podwójne z czarną dziurą, ewoluuje pomiędzy dwoma skrajnymi stanami widmowymi, tzw. stanem miękkim, gdzie dominuje emisja z dysku materii otaczającej czarną dziurę i tzw. stanem twardym, gdzie głównie emituje obszar gorącej plazmy w pobliżu czarnej dziury. Na podstawie badań w zakresie promieniowania rentgenowskiego o niższych energiach wydawało się, że ta ewolucja przebiega w sposób mniej więcej ciągły.
Satelita INTEGRAL jako pierwszy zebrał dla układu Cyg X-1 ogromny zestaw danych o bardzo dobrej jakości w zakresie wysokoenergetycznego promieniowania
rentgenowskiego. W tym zakresie energii dominuje emisja plazmy, co pozwoliło lepiej zdiagnozować geometrię tego składnika układu. Okazało się, że wyznaczone wartości jasności układu i nachylenia widma rentgenowskiego przejawiają na diagramie gęstości danych sześć odrębnych struktur, zamiast układać sie w mniej więcej ciągłe pasmo. Oznacza to, że geometria plazmy przyjmuje pewne specyficzne mody, czego przyczyny na razie nie znamy. Teoretyczne wyjaśnienie tej zagadki może mieć duże znaczenie dla fizyki czarnych dziur. Satelita INTEGRAL nadal obserwuje układ Cyg X-1; nowe dane i bardziej zaawansowana analiza powinny pomóc w naprowadzeniu teoretyków na właściwe rozwiązanie.
