Le trou noir de Cygnus X-1 est l’une des sources de rayons X les plus brillantes du ciel. La lumière près du trou noir provient de la matière pompée par le satellite
La collaboration entre des scientifiques japonais et suédois a révélé comment la gravité affectait la forme de la matière près d’un trou noir dans le binaire Cygnus X-1. Ces résultats aideront à comprendre la physique de la gravité puissante et l'évolution des trous noirs et des galaxies.
Près du centre de la constellation du Cygne se trouve une étoile qui tourne autour du premier trou noir de l’univers. Ensemble, ils forment un double système Cygnus X-1. Ce trou noir joue également le rôle de la source de rayons X la plus brillante du ciel. Mais la géométrie de la lumière génératrice de matière restait incertaine. Les chercheurs ont utilisé la polarimétrie à rayons X pour résoudre ce problème.
Prendre une photo d'un trou noir n'est pas facile. Tout d'abord, il est impossible d'observer l'objet, car la lumière noire ne peut pas s'échapper. Par conséquent, il est nécessaire d’accorder la lumière émanant de la matière proche d’un trou noir. La situation avec Cygnus X-1 concerne un trou noir en rotation. La lumière vibre dans plusieurs directions.
La polarisation filtre la lumière afin qu’elle vibre dans un sens. Le filtre transmet les rayons X et les rayons gamma provenant d'un trou noir. L'équipe devait déterminer d'où venait la lumière et où elle se disperse. Pour effectuer les deux mesures, ils ont lancé un polarimètre à rayons X dans un ballon PoGO +. À partir de là, les scientifiques pourraient déterminer quelle quantité de rayons X était réfléchie par le disque d’accrétion.
Deux modèles concurrents décrivent comment une matière proche d'un trou noir peut ressembler à un système binaire: un lampadaire et un modèle étendu. La première est que la couronne est compacte et que la pâte est reliée à un trou noir. Les photons se plient au disque d'accrétion, ce qui conduit à plus de lumière réfléchie. Dans le modèle élargi, la couronne est plus grande et s’étend autour du trou noir. Ensuite, la lumière réfléchie sur le disque est plus faible.
La vision artistique de deux modèles en concurrence: le lampadaire et le prolongé. Le point noir est un trou noir, le bleu est son disque d’accrétion et le rouge est la couronne
Comme la lumière ne se pliait pas si fortement sous la gravité du trou noir, les chercheurs ont conclu que le modèle étendu fonctionnait. Cette information aidera à obtenir plus de caractéristiques des trous noirs. Par exemple, leur rotation. L'effet de rotation peut modifier l'espace-temps autour du trou noir et donner une indication du processus d'évolution.
