Bagaimana angin bintang membuat cakram di sekitar lubang hitam?

Lubang hitam pertama ditemukan ketika para astronom mendeteksi sinar-X intens dari sistem yang disebut Cygnus X-1. Bintang masif dalam sistem ini meniupkan angin kencang sehingga sebagian gas di dalamnya tertarik ke lubang hitam. Ini menghasilkan pembentukan piringan kumulus, yang memancarkan sinar-X kuat yang kami amati.

Sistem lubang hitam dan superstar ini disebut “biner sinar-X bermassa tinggi.” Biner ini telah terbukti sangat berguna dalam memahami sifat lubang hitam.

Sejak sistem itu ditemukan, para astronom hanya menemukan beberapa binari sinar-X bermassa tinggi yang serupa.

Di mana semua binari sinar-X bermassa tinggi yang sama bersembunyi?

Satu penjelasan yang mungkin adalah bahwa a Lubang hitamMengorbit bintang masif – tidak selalu memancarkan sinar-x. Untuk memancarkan sinar-X, perlu dibuat piringan akresi. Untuk membentuk piringan akresi, gas yang masuk membutuhkan momentum sudut agar semua molekul gas dapat mengorbit lubang hitam dengan arah yang sama.

Meskipun sangat sulit bagi gas untuk memiliki momentum sudut yang cukup untuk jatuh ke dalam lubang hitam bermassa tinggi Biner sinar-X. Hal ini karena angin biasanya bertiup secara simetris. Dengan demikian, ada distribusi yang sama dari gas yang mengalir melalui lubang hitam searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Akibatnya, gas bisa langsung jatuh ke lubang hitam tanpa membentuk piringan akresi, sehingga lubang hitam hampir tidak terlihat.

Tetapi jika ini benar, mengapa kita melihat binari sinar-X sama sekali?

Dalam sebuah studi baru, ilmuwan Osgraph memecahkan persamaan kinematik untuk angin bintang. Mereka menemukan bahwa angin bintang tidak bertiup secara simetris ketika lubang hitam cukup dekat dengan bintang.

Sebaliknya, angin perlahan bertiup menuju dan menjauh dari lubang hitam karena gaya pasang surut. Pemutusan simetri angin ini menyebabkan gas memiliki momentum sudut yang besar. Momentum sudut ini cukup tinggi untuk membentuk piringan akresi di sekitar lubang hitam dan bersinar dalam sinar-X.

Ilmuwan mencatat, “Kondisi untuk asimetri ini agak ketat, jadi hanya sebagian kecil lubang hitam + binari bintang masif yang akan diamati.”

OzGrav Postdoc Ryosuke Hirai, Universitas Monash, Dia berkataDan Model dalam penelitian kami menjelaskan mengapa hanya ada sejumlah kecil biner sinar-X bermassa tinggi yang terdeteksi, tetapi ini hanyalah langkah pertama dalam memahami angin bintang asimetris. Dengan menyelidiki model ini lebih lanjut, kita mungkin dapat memecahkan banyak misteri lain dari binari sinar-X bermassa tinggi. “

Referensi jurnal:

1. Hirai, Ryosuke, Mandel, Elia. Kondisi untuk pembentukan piringan akresi dan kemungkinan pengamatan angin yang mengumpulkan biner sinar-X. DOI: 10.1017/lulus .2021.53