Der Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) der NASA hat das Verständnis von Strukturen schwarzer Löcher, insbesondere der Akkretionsscheibe und der Korona, die sie umgeben, vorangetrieben. Beobachtungen des stellaren schwarzen Lochs im binären System Swift J1727.8-1613, das während eines Aufhellungsereignisses im Sommer 2023 entdeckt wurde, haben neue Einblicke in das Verhalten von Röntgenbinärsystemen geliefert.
Der Ausbruch des schwarzen Lochs, der fast alle Röntgenquellen überstrahlte, war der erste seiner Art, der vom IXPE beobachtet wurde, und erfasste Daten während des gesamten Verlaufs des Ereignisses. Alexandra Veledina, Astrophysikerin an der Universität Turku, bemerkte die schnelle Entwicklung des Ausbruchs und stellte fest, dass er innerhalb weniger Tage seinen Höhepunkt erreichte.
Swift J1727, das 8.800 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, zeigte eine beispiellose Helligkeit, die die Krabbnebel übertraf, einen Standardreferenzwert für Röntgenhelligkeit. Solche binären Systeme bestehen typischerweise aus zwei Sternen, wobei der ältere Stern in einer Supernova explodiert und ein Neutronenstern, ein Weißer Zwerg oder ein schwarzes Loch hinterlässt, das dann Material von seinem Begleitstern abzieht und Röntgenstrahlen erzeugt.
IXPE spezialisiert sich auf die Messung von Röntgenpolarisation, die entscheidend für die Kartierung der Strukturen um schwarze Löcher ist. Veledina betonte, dass eine direkte Beobachtung schwarzer Löcher aufgrund ihrer Schwerkraft unmöglich ist, was die Arbeit von IXPE entscheidend für das Verständnis ihrer Umgebungen macht.
Studien, die von Veledina und Adam Ingram geleitet wurden, konzentrierten sich auf die Anfangsphasen des Ausbruchs und zeigten, dass die Korona die Hauptquelle der beobachteten Röntgenstrahlung war. IXPE dokumentierte die Polarisation, die mit der Richtung des Jets des schwarzen Lochs ausgerichtet war, und bestätigte ähnliche geometrische Ergebnisse in anderen schwarzen Lochsystemen.
Weitere Forschungen von Jiří Svoboda und Jakub Podgorný untersuchten die Polarisation während der späteren Phasen des Ausbruchs und zeigten eine konsistente Geometrie der Korona, trotz erheblicher Veränderungen in der Röntgenhelligkeit. Diese Ergebnisse markieren einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Strukturen schwarzer Löcher und demonstrieren das Potenzial von IXPE für die Zusammenarbeit bei der Überwachung dramatischer Veränderungen im Kosmos.