Cygnus X-1: Dżety o mocy 10 tysięcy Słońc tańczą w gwiezdnym wietrze
Międzynarodowy zespół astronomów pod kierownictwem dr. Steve’a Prabu oraz prof. Jamesa Miller-Jonesa z Curtin University dokonał pierwszego w historii bezpośredniego pomiaru chwilowej mocy relatywistycznych dżetów emitowanych przez czarną dziurę. Wyniki badań, opublikowane w kwietniu 2026 roku na łamach czasopisma „Nature Astronomy”, dotyczą układu binarnego Cygnus X-1, położonego około 7200 lat świetlnych od Ziemi. Obiekt ten, będący pierwszą potwierdzoną czarną dziurą w historii (odkrytą w 1971 r.), składa się z zapadniętej gwiazdy o masie 21 mas Słońca oraz towarzyszącego jej nadolbrzyma o masie około 40 mas Słońca. Analiza 18 lat danych archiwalnych pozwoliła ustalić, że dżety Cygnus X-1 wyrzucają energię równoważną 10 000 Słońc, poruszając się przy tym z prędkością około 204 000 km/s, co stanowi 68% prędkości światła.
Do przeprowadzenia precyzyjnych pomiarów naukowcy wykorzystali radiointerferometrię wielkobazową (VLBI) – technikę łączącą sygnały z sieci radioteleskopów rozmieszczonych na różnych kontynentach. Stworzyło to wirtualny instrument o rozdzielczości odpowiadającej bazie wielkości Ziemi, zdolny do obrazowania struktur na skalę mikrosekund kątowych. Kluczowym elementem odkrycia było zaobserwowanie zjawiska nazwanego przez badaczy „tańczącymi dżetami”. Ponieważ czarna dziura orbituje wokół masywnego nadolbrzyma, jej dżety są stale poddawane naporowi gęstego i szybkiego wiatru gwiazdowego towarzysza. Strumień cząstek odchyla się pod wpływem tego naporu, co przypomina zachowanie fontanny ogrodowej podczas silnej wichury. Analizując kąt ugięcia dżetów oraz znane parametry pędu i gęstości wiatru gwiazdowego, astronomowie zdołali – przy pomocy zaawansowanych symulacji komputerowych – obliczyć rzeczywistą energię kinetyczną niesioną przez te relatywistyczne strumienie.
Osiągnięcie to rozwiązuje jeden z fundamentalnych problemów astrofizyki wysokich energii. Dotychczasowe metody pozwalały jedynie na szacowanie uśrednionej mocy dżetów w skalach czasowych liczonych w tysiącach lat, co uniemożliwiało precyzyjne porównanie ich energii z procesem akrecji materii. Nowe dane potwierdziły, że dżety – napędzane polami magnetycznymi skręcanymi przez rotację horyzontu zdarzeń (mechanizm Blandforda-Znajeka) – transportują około 10% energii uwalnianej podczas opadania materii na czarną dziurę. Ma to kluczowe znaczenie dla modelowania ewolucji galaktyk, ponieważ dżety pełnią funkcję „kosmicznych rzeźbiarzy”: wstrzykują energię do ośrodka międzygwiazdowego, drążą pustki w gromadach galaktyk i hamują procesy formowania się nowych gwiazd. Wyniki z Cygnus X-1 posłużą jako model kalibracyjny dla przyszłych obserwacji supermasywnych czarnych dziur w centrach odległych galaktyk, prowadzonych m.in. przez budowane obecnie Square Kilometre Array Observatory (SKAO).
Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/04/260416071949.htm
