Naukowcom udało się zaobserwować gwiazdę neutronową, która emituje strugi materii o prędkości zbliżonej do prędkości światła. Tym samym po raz pierwszy zaobserwowano tak szybkie dżety pochodzące z innej okolicy niż sąsiedztwo czarnej dziury.

Odkrycia dokonano za pomocą australijskiego radioteleskopu Telescope Compact Array, działajacego w ramach CSIRO. O swoich wynikach naukowcy informują na ramach magazynu Nature. W swej pracy stawiają wyzwanie tezie, że tylko czarne dziury mogą stworzyć warunki potrzebne do przyspieszenia cząstek do tak ekstremalnych prędkości.

Tworzenie dżetów to fundamentalny proces kosmiczny, ale wciąż jest mało zrozumiany, mimo dziesięcioleci badań” – mówi prowadzący badania dr Rob Fender z University of Amsterdam. – “To co zaobserwowaliśmy, powinno pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób większe obiekty, takie jak masywne czarne dziury, mogą produkować strugi, widziane przez pół Wszechświata“.

Naukowcy z Holandii, Wielkiej Brytanii i Australii przez 3 lata badali jasne i zmienne źródło promieniowania X, Circinus X-1. Circinus X-1 leży w Drodze Mlecznej, około 20 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Cyrkiel w pobliżu Krzyża Południa.

Źródło składa się z dwóch obiektów: normalnej gwiazdy, której masa wynosi prawdopodobnie 3-5 mas Słońca, oraz niewielkiego zwartego kompana.

Wiemy, że jest to gwiazda neutornowa na podstawie charakterystyki błysków rentgenowskich, jakie obserwujemy” – mówi dr Helen Johnston z University of Sidney. – “Świadczą one, że obiekt ma powierzchnię. A czarna dziura nie ma powierzchni. Więc musi to być gwiazda neutronowa“. W hierarchi kosmicznej, gwiazda neutronowa” jest o krok od czarnej dziury.

Dwie gwiazdy wchodzące w skład Circinus X-1 oddziałują na siebie. Poprzez swoje oddziaływanie grawitacyjne, gwiazda neutronowa ściąga materię z towarzysza na swoją powierzchnię. Ta akrecja generuje promieniowanie rentegenowskie. Wartość promieniowania zmienia się w czasie, pokazując, że gwiazdy w układzie okrążają się po bardzo eliptycznej orbicie o okresie obiegu wynoszącym 17 dni. “W momencie największego zbliżenia, gwiazdy prawie dotykają się” – mówi dr Johnston.

Od lat siedemdziesiątych astonomowie wiedzą, że Circinus X-1 jest źródłem nie tylko promieniowania rentgenowskiego, ale równiez radiowego. Wokół źródła rentgenowskiego zaobserwowano rozległą “mgławicę” promieniowania radiowego. W rejonie mgławicy leży nowo odkryta struga emitująca promieniowanie radiowe.

Uważa się, że dżety nie wylatują bezpośrednio z czarnej dziury, ale z dysku akrecyjnego, pierścienia materii ściąganego na czarną dziurę. W circinus X-1 dysk akrecyjny zmienia się w trakcie 17 dniowego cyklu, jest największy, gdy gwiazdy znajdują się najbliżej siebie.

Struga w Circinus X-1 porusza się z prędkością 99,8 procent prędkości światła. To najszybszy wypływ, jaki zaobserowano w naszej Galaktyce, porównywalny z najszybszymi strugami obserwowanymi w innych galaktykach. Tam dżety pochodzą z supermasywnych czarnych dziur, których masa wynosi miliony a nawet miliardy mas Słońca.

Czynnik, który powoduje przyspieszenie dżetów do prędkości bliskich prędkości światła nie może zależeć od szczególnych własności czarnej dziury. “Kluczowe procesy muszą być wspólne dla czarnych dziur i gwiazd neutronowych, związane na przykład z przepływem akrecyjnym” – podsumowuje dr Kinwah Wu z Unversity College London.

Autor

Anna Marszałek