За допомогою стратосферного телескопа XL-Calibur вчені зробили прорив у розумінні хаотичного середовища навколо чорних дір. Міжнародна співпраця за участю дослідників з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі зробила найточніші на сьогодні вимірювання поляризованого рентгенівського випромінювання, що випромінюється поблизу чорної діри Центавр X-1, розташованої на відстані 7000 світлових років від Землі. Ці дані дають важливі підказки для розуміння того, як матерія потрапляє в чорні діри, і величезної енергії, яка виділяється при цьому.
Розуміння поляризації та фізики чорної діри
Ключ до цього нового розуміння полягає у вимірюванні поляризації світла. Поляризація означає напрямок, у якому коливаються світлові хвилі. Аналізуючи ці коливання, вчені можуть зробити висновок про форму та поведінку перегрітого газу та матеріалу, що бурхливо обертаються навколо чорних дір — умови, які неможливо спостерігати безпосередньо.
«Якби ми намагалися знайти в небі Центавр Х-1, ми б шукали крихітну точку рентгенівського світла», — пояснює Ефраїм Гау, аспірант, який брав участь у дослідженні. «Таким чином, поляризація корисна для вивчення всього, що відбувається навколо чорної діри, коли ми не можемо робити регулярні знімки із Землі».
Унікальний підхід XL-Calibur
XL-Calibur не є традиційним телескопом. Це висотний кульовий інструмент, призначений для вимірювання поляризації рентгенівського випромінювання з безпрецедентною точністю. На відміну від наземних телескопів, XL-Calibur працює над атмосферою Землі, уникаючи спотворень, які інакше заважали б точним вимірюванням. Останні спостереження були отримані під час польоту в липні 2024 року зі Швеції до Канади.
Чому це важливо: перевірка теорій чорних дір
Дані, зібрані з Centauri X-1, мають вирішальне значення для тестування вдосконаленого комп’ютерного моделювання фізики чорних дір. Тепер вчені можуть порівнювати спостереження в реальному світі з теоретичними моделями, покращуючи наше розуміння цих екстремальних космічних об’єктів. Це не просто питання теоретичної цікавості; це допомагає нам зрозуміти основні закони, які керують Всесвітом.
Майбутні місії: розширення пошуку
Команда вже планує майбутні місії. У 2027 році XL-Calibur стартує з Антарктиди, націлюючись на додаткові чорні діри та нейтронні зірки. У поєднанні з даними супутників NASA, таких як IXPE, дослідники вважають, що вони зможуть вирішити давні питання про фізику чорних дір у найближчі кілька років.
«У поєднанні з даними супутників NASA, таких як IXPE, ми незабаром можемо отримати достатньо інформації, щоб відповісти на давні питання про фізику чорних дір протягом наступних кількох років», — сказав Генрик Кравінскі, головний дослідник проекту.
Глобальна співпраця
XL-Calibur є результатом масштабної міжнародної співпраці за участю Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, Університету Нью-Гемпшира, Університету Осаки, Університету Хіросіми, ISAS/JAXA, Королівського технологічного інституту KTH у Стокгольмі та Центру космічних польотів Годдарда, а також 13 додаткових дослідницьких установ. Ці спільні зусилля підкреслюють масштаб наукових проблем, необхідних для розуміння таємниць навколо чорних дір.
Нові спостереження являють собою значний прогрес у дослідженні чорних дір, забезпечуючи безпрецедентний погляд на екстремальні умови поблизу цих космічних гігантів. У міру просування проекту дані, зібрані XL-Calibur, обіцяють поглибити наше розуміння найзагадковіших об’єктів Всесвіту.
