Preverjanje hitrosti vrtenja v supermasivni črni luknji je odličen način, da astronomi preizkusijo Einsteinovo teorijo v ekstremnih pogojih - in natančno si ogledajo, kako intenzivna gravitacija izkrivlja tkanino prostora-časa. Zdaj pa si predstavljajte pošast ... tista, ki ima maso približno 2 milijona krat večja od našega Sonca, meri v premeru 2 milijona milj in se vrti tako hitro, da skoraj prebije hitrost svetlobe.
Fantazija? Ni težko. Gre za supermasivno črno luknjo, ki se nahaja v središču spiralne galaksije NGC 1365 - in nas bo naučila veliko več o tem, kako črne luknje in galaksije dozorevajo.
Zaradi česar so raziskovalci tako samozavestni, da so dokončno izračunali tako neverjetno hitrost vrtenja v oddaljeni galaksiji? Zahvaljujoč podatkom, ki jih je posnel nuklearni spektroskopski teleskopski niz ali NuSTAR in rentgenski sateliti XMM-Newton Evropske vesoljske agencije, je skupina znanstvenikov z rentgenskimi očmi pokukala v srce NGC 1365 - pri čemer je upoštevala lokacijo obzorja dogodka - rob vrteče se luknje, kjer se okoliški prostor začne vleči v usta zveri.
"Zadevo lahko zasledimo, ko se vrti v črno luknjo z uporabo rentgenskih žarkov iz regij, ki so zelo blizu črne luknje," je povedala soavtorica nove študije, glavna raziskovalka NuSTAR-a Fiona Harrison s kalifornijskega tehnološkega inštituta v Pasadeni. "Sevanje, ki ga vidimo, je izkrivljeno in izkrivljeno z gibanjem delcev in neverjetno močno gravitacijo črne luknje."
Vendar se študije pri tem niso ustavile, napredovale so do notranjega roba, da bi zajelo lokacijo akumulacijskega diska. Tukaj je "najbolj notranja stabilna krožna orbita" - pregovorna točka brez povratka. Ta regija je neposredno povezana s hitrostjo vrtenja črne luknje. Ker je prostor in čas na tem področju izkrivljen, se lahko del tega še bolj približa ISCO, preden ga potegnete. Kar pomeni, da so trenutni podatki tako prepričljivi, je videti globlje v črno luknjo s širšim obsegom rentgenskih žarkov, kar omogoča astronomi, da vidijo onstran zakritih oblakov prahu, ki so samo zmedli pretekla branja. Te nove ugotovitve kažejo, da rentgenski žarki ne izkrivljajo prahu, ampak težo drobljenja.
"To je prvič, da je kdo natančno izmeril vrtenje supermasivne črne luknje," je dejal glavni avtor Guido Risaliti iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko (CfA) in INAF - Arcetri Observatory.
"Če bi lahko XMM-Newtonu dodal en instrument, bi bil to teleskop, kot je NuSTAR," je dejal Norbert Schartel, znanstvenik projekta XMM-Newton v Evropskem centru za vesoljsko astronomijo v Madridu. "Visokoenergijski rentgenski žarki so bili bistveni manjkajoči delček uganke za rešitev te težave."
Čeprav je osrednja črna luknja v NGC 1365 zdaj pošast, se ni začela kot ena. Kot vse stvari, tudi sama galaksija, se je s časom razvijala. Skozi milijone let je pridobil v obsegu, ko je porabljal zvezde in plin - po možnosti celo združitev z drugimi črnimi luknjami na poti.
"Zavoj črne luknje je spomin, zapis pretekle zgodovine celotne galaksije," je pojasnil Risaliti.
"Te pošasti z maso od milijonov do milijarde krat sonca nastajajo kot majhna semena v zgodnjem vesolju in rastejo s požiranjem zvezd in plina v svojih gostiteljskih galaksijah, ki se združijo z drugimi velikanimi črnimi luknjami, ko se galaksije trčijo, ali oboje "Je dejal glavni avtor študije Guido Risaliti iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko v Cambridgeu, Massachusetts, in Italijanski nacionalni inštitut za astrofiziko.
Ta nov zavoj na črnih luknjah nam je pokazal, da lahko iz "urejenega prikrajanja" nastane pošast - in ne zgolj naključno več dogodkov. Skupina bo nadaljevala svoje študije, da bi videli, kako se dejavniki, ki se ne vrtijo črne luknje, skozi čas spreminjajo in še naprej opazovali več drugih supermasivnih črnih lukenj z NuSTAR in XMM-Newton.
"To je izjemno pomembno za področje znanosti o črni luknji," je dejal Lou Kaluzienski, znanstvenik programa NuSTAR v sedežu Nasine v Washingtonu, D.C. "NASA in ESA teleskopi so se spoprijeli s to težavo. V kombinaciji z nizkoenergijskimi rentgenimi opazovanji, opravljenimi z XMM-Newtonom, so NuSTAR-ove brez primere zmogljivosti za merjenje višjih energijskih rentgenskih žarkov predstavljale bistven, manjkajoč kos sestavljanke za razrešitev te težave. "
Izvorni vir zgodbe: JPL / NASA News Release.
