A szupermasszív fekete lyukon a centrifugálási sebesség ellenőrzése kiváló módszer a csillagászoknak Einstein elméletének szélsőséges körülmények között történő kipróbálására - és alaposan megvizsgálják, milyen intenzív gravitáció torzítja a tér-idő szövetet. Képzelje el most egy szörnyet, amelynek tömege körülbelül 2 millió szorosa a Napunknak, 2 millió mérföld átmérőjű és olyan gyorsan forog, hogy majdnem megsérti a fénysebességet.
Egy fantázia? Nem alig. Ez egy szupermasszív fekete lyuk, az NGC 1365 spirális galaxis központjában található - és sokkal többet fog megtanítani nekünk a fekete lyukak és a galaxisok érettségéről.
Mi teszi a kutatókat olyan magabiztosnak, hogy végre elvégezték a végleges számításokat egy ilyen hihetetlen centrifugálási sebességről egy távoli galaxisban? A Nukleáris Spektroszkópos Teleszkópos Array, vagy a NuSTAR, valamint az Európai Űrügynökség XMM-Newton röntgen műholdainak adatainak köszönhetően a tudósok csoportja röntgen szemmel az NGC 1365 szívébe bepillantott - figyelembe véve a helyet az eseményhorizont képe - a forgó lyuk széle, ahol a környező teret elkezdik húzni a fenevad szájába.
„Az anyagot nyomon követhetjük, amikor egy fekete lyukba rontja a fekete lyukhoz nagyon közel eső régiók által kibocsátott röntgen sugarakat” - mondta egy új tanulmány társszerzője, a NuSTAR fő kutatója, Fiona Harrison, a kaliforniai Pasadena Kaliforniai Technológiai Intézet. "A sugárzást eltorzítják és torzítják a részecskék mozgása és a fekete lyuk hihetetlenül erős gravitációja."
A tanulmányok azonban nem álltak meg ezen a ponton, hanem a belső szélük felé haladtak, hogy felfedjék az akkumulációs korong helyét. Itt van a „Belső stabil körpálya” - a visszatérés közmondási pontja. Ez a régió közvetlenül kapcsolódik a fekete lyuk centrifugálási sebességéhez. Mivel a tér-idő torzult ezen a téren, néhány része még közelebb kerülhet az ISCO-hoz, mielőtt behúzza. Aktuális adatok annyira vonzóvá teszik, hogy a röntgenfelvételek szélesebb köre révén mélyebbre lássa a fekete lyukat, lehetővé téve A csillagászok láthatják a fátyolos porfelhőket, amelyek csak összezavarják a múltbeli adatokat. Ezek az új eredmények azt mutatják, hogy nem a por torzítja a röntgenfelvételt, hanem a zúzó gravitáció.
"Ez az első alkalom, hogy valaki pontosan megmérte a szupermasszív fekete lyuk forgását" - mondta Guido Risaliti, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) és az INAF - Arcetri Obszervatórium vezető vezető szerzője.
"Ha hozzá tudtam volna adni egy műszert az XMM-Newtonhoz, akkor ez olyan távcső lett volna, mint a NuSTAR." - mondta Norbert Schartel, a madridi Európai Űrcsillagászati Központ XMM-Newton projekt tudósa. "A nagy energiájú röntgensugarak elengedhetetlenül hiányzó puzzle-darabot jelentettek a probléma megoldásához."
Annak ellenére, hogy az NGC 1365 központi fekete lyuk egy szörnyeteg, mégsem kezdődött el egyként. Mint minden dolog, beleértve magát a galaxist is, az idővel fejlődött. Több millió év alatt növeli a méretét, amikor csillagokat és gázt fogyasztott - valószínűleg még más fekete lyukakkal is összeolvadt az út mentén.
"A fekete lyuk forgása a galaxis egészének emlékezete, rögzítése", magyarázta Risaliti.
Ezek a szörnyek, amelyek tömege a nap millióitól milliárdszorosáig terjed, kis mag formájában alakulnak ki a korai univerzumban, és csillagok és gáz nyelésével növekednek a gazda galaxisukban, és összekapcsolódnak más óriási fekete lyukakkal, amikor a galaxisok összeütköznek, vagy mindkettővel "- mondta a tanulmány vezető szerzője, Guido Risaliti, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ Cambridge-ben (Massachusetts) és az Olasz Nemzeti Asztrofizikai Intézetben.
Ez a fekete lyukakon végzett új centrifugálás megmutatta nekünk, hogy egy szörny kialakulhat „rendezett akkordból” - és nem csupán véletlenszerűen több eseményből. A csapat folytatja tanulmányait annak megállapítására, hogy a fekete lyuk centrifugálásán kívüli tényezők hogyan változnak az idő múlásával, és továbbra is megfigyel több más supermaszív fekete lyukat a NuSTAR és az XMM-Newton segítségével.
"Ez rendkívül fontos a fekete lyuk tudományának területén" - mondta Lou Kaluzienski, a NASA washingtoni központjában lévő NuSTAR programtudós. "A NASA és az ESA távcsövek együttesen foglalkoztak ezzel a problémával. Az XMM-Newtonnal végzett alacsonyabb energiájú röntgenmegfigyelésekkel párhuzamosan a NuSTAR példátlan képességei a nagyobb energiájú röntgenfelvételek mérésére nélkülözhetetlen hiányzó puzzle-darabot jelentettek a probléma feltárásához. "
Eredeti történet forrása: JPL / NASA sajtóközlemény.
