इसके बगल में एक ब्लैक होल परिक्रमा कर रहा है – ‘पूरी तरह से अप्रत्याशित’

फिनलैंड में टूर्कू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया कि a . का घूर्णन अक्ष[{” attribute=””>black hole in a binary system is tilted more than 40 degrees relative to the axis of stellar orbit. The finding challenges current theoretical models of black hole formation.

The observation by the researchers from Tuorla Observatory in Finland is the first reliable measurement that shows a large difference between the axis of rotation of a black hole and the axis of a binary system orbit. The difference between the axes measured by the researchers in a binary star system called MAXI J1820+070 was more than 40 degrees.

Artist impression of the X-ray binary system MAXI J1820+070 containing a black hole (small black dot at the center of the gaseous disk) and a companion star. A narrow jet is directed along the black hole spin axis, which is strongly misaligned from the rotation axis of the orbit. Image produced with Binsim. Credit: R. Hynes

Often for the space systems with smaller objects orbiting around the central massive body, the own rotation axis of this body is to a high degree aligned with the rotation axis of its satellites. This is true also for our solar system: the planets orbit around the Sun in a plane, which roughly coincides with the equatorial plane of the Sun. The inclination of the Sun rotation axis with respect to orbital axis of the Earth is only seven degrees.

“The expectation of alignment, to a large degree, does not hold for the bizarre objects such as black hole X-ray binaries. The black holes in these systems were formed as a result of a cosmic cataclysm – the collapse of a massive star. Now we see the black hole dragging matter from the nearby, lighter companion star orbiting around it. We see bright optical and X-ray radiation as the last sigh of the infalling material, and also radio emission from the relativistic jets expelled from the system,” says Juri Poutanen, Professor of Astronomy at the University of Turku and the lead author of the publication. 

एक्स-रे बाइनरी सिस्टम MAXI J1820 + 070 की एक कलाकार की छाप जिसमें एक ब्लैक होल (गैसीय डिस्क के केंद्र में एक छोटा काला बिंदु) और एक साथी तारा होता है। एक संकीर्ण जेट ब्लैक होल के घूर्णन की धुरी के साथ निर्देशित होता है, जो कक्षा के घूर्णन की धुरी से दृढ़ता से तिरछा होता है। चित्र एक हवा के साथ निर्मित किया गया था। श्रेय: आर. हाइन्स

इन जेट का अनुसरण करके, शोधकर्ता ब्लैक होल के घूर्णन अक्ष की दिशा को बहुत सटीक रूप से निर्धारित करने में सक्षम थे। जब साथी तारे से ब्लैक होल में गिरने वाली गैस की मात्रा बाद में घटने लगी, तो सिस्टम का तापमान ठंडा हो गया, और सिस्टम में प्रकाश का एक बड़ा हिस्सा साथी तारे से आया। इस तरह, शोधकर्ता स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों का उपयोग करके कक्षा के झुकाव को मापने में सक्षम थे, और यह मोटे तौर पर बैलिस्टिक के झुकाव के साथ मेल खाता था।

“कक्षा के 3D अभिविन्यास को निर्धारित करने के लिए, किसी को आकाश में सिस्टम के स्थिति कोण को भी जानना होगा, जिसका अर्थ है कि सिस्टम आकाश में उत्तर दिशा के संबंध में कैसे घूमता है। इसे पोलरिमेट्री तकनीकों का उपयोग करके मापा गया था,” कहते हैं जूरी पोटानिन।

विज्ञान में प्रकाशित परिणाम ब्लैक होल के निर्माण और ऐसी प्रणालियों के विकास के अध्ययन के लिए दिलचस्प संभावनाएं खोलते हैं, क्योंकि ब्लैक होल के गठन और बाइनरी विकास के कई परिदृश्यों में इस तरह के अत्यधिक असमानता को प्राप्त करना मुश्किल है।

कक्षीय अक्ष और ब्लैक होल के घूर्णन के बीच 40 डिग्री से अधिक का अंतर पूरी तरह से अप्रत्याशित था। वैज्ञानिकों ने अक्सर यह मान लिया था कि यह अंतर बहुत कम था जब उन्होंने एक ब्लैक होल के चारों ओर घुमावदार समय स्थान में पदार्थ के व्यवहार का मॉडल तैयार किया। मौजूदा मॉडल पहले से ही जटिल हैं, और अब नए निष्कर्ष हमें उनमें एक नया आयाम जोड़ने के लिए मजबूर कर रहे हैं,” पोटानिन कहते हैं।

संदर्भ: “एक्स-रे बाइनरी MAXI J1820+070 में ऑर्बिट-ऑर्बिट ब्लैक होल रोटेशन असंतुलन” गुरी पोटानिन, एलेक्जेंड्रा वेलेदिना, आंद्रेई वी बर्डयुगिना, स्वेतलाना वी बर्दुगिना, हेलेन जर्मक, पीटर जे। जंकर, गैरी जेई कागावा, इल्या कोज़ेनकोव, वादिम क्रावत्सोव फिलिपो पेरोला, मनीषा श्रेष्ठ, मैनुअल ए। पेरेज़-टोरेस, और सर्ज एस। त्स्यगानकोव, 24 फरवरी, 2022 यहां उपलब्ध है। जानना.
डीओआई: 10.1126 / विज्ञान.एबीएल4679

मुख्य खोज उत्तरी ऑप्टिकल टेलीस्कोप में स्थापित इन-हाउस निर्मित डीआईपीओएल-यूएफ पोलारिमीटर का उपयोग करके की गई थी, जो संयुक्त रूप से टूर्कू विश्वविद्यालय के स्वामित्व में थी। आरहूस विश्वविद्यालय डेन्मार्क में।