Kontrola rýchlosti odstreďovania na superhmotnej čiernej diere je pre astronómov skvelým spôsobom, ako vyskúšať Einsteinovu teóriu v extrémnych podmienkach - a podrobne sa pozrieť na to, ako intenzívna gravitácia skresľuje štruktúru časopriestoru. Teraz si predstavte monštrum ... ktoré má hmotnosť asi 2 milióny krát väčšiu ako naša Slnko, meria priemer 2 milióny kilometrov a otáča sa tak rýchlo, že takmer láme rýchlosť svetla.
Fantázia? Nie ťažko. Je to supermasívna čierna diera umiestnená v strede špirálovej galaxie NGC 1365 - a chystá sa nás naučiť oveľa viac o tom, ako čierne diery a galaxie dozrievajú.
Čo robí vedcov tak presvedčených, že konečne urobili definitívne výpočty takej neuveriteľnej rýchlosti odstreďovania vo vzdialenej galaxii? Vďaka údajom získaným pomocou nukleárneho spektroskopického ďalekohľadu (Nuclear Spectroscope Telescope Array) alebo NuSTAR a röntgenových satelitov Európskej vesmírnej agentúry (XMM-Newton) sa vedci pozerali do srdca NGC 1365 röntgenovými očami - vzali na vedomie polohu horizontu udalosti - okraj rotujúcej diery, kde sa okolitý priestor začína vtiahnuť do úst zvieraťa.
"Môžeme vystopovať látku, keď sa víri do čiernej diery pomocou röntgenového žiarenia vyžarovaného z oblastí veľmi blízko k čiernej diere," uviedla spoluautorka novej štúdie, hlavná vyšetrovateľka NuSTAR Fiona Harrisonová z Kalifornského technologického inštitútu v Pasadene. "Žiarenie, ktoré vidíme, je zdeformované a zdeformované pohybmi častíc a neuveriteľne silnou gravitáciou čiernej diery."
Štúdie sa však nezastavili, postúpili k vnútornému okraju, aby zahŕňali umiestnenie akréčneho disku. Tu je „najvnútornejšia stabilná okružná obežná dráha“ - príslovečný bod bez návratu. Táto oblasť priamo súvisí s rýchlosťou odstreďovania čiernych dier. Pretože je časopriestor v tejto oblasti skreslený, niektoré z nich sa môžu pred zatiahnutím dostať ešte bližšie k ISCO. Súčasné údaje sú tak príťažlivé, aby bolo vidieť hlbšie do čiernej diery cez širší rozsah röntgenových lúčov, čo umožňuje astronómovia vidieť za zahalenými oblakami prachu, ktoré len zmäteli minulé hodnoty. Tieto nové nálezy ukazujú, že to nie je prach, ktorý deformuje röntgenové lúče - ale drvivá gravitácia.
"Je to prvýkrát, čo niekto presne zmeral roztočenie supermasívnej čiernej diery," uviedol hlavný autor Guido Risaliti z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku (CfA) a INAF - observatórium Arcetri.
„Keby som mohol pridať jeden nástroj do XMM-Newton, bol by to ďalekohľad ako NuSTAR,“ povedal Norbert Schartel, vedec projektu XMM-Newton v Európskom vesmírnom astronomickom stredisku v Madride. "Vysokoenergetické röntgenové lúče poskytli zásadný chýbajúci kúsok skladačky na vyriešenie tohto problému."
Aj keď centrálna čierna diera v NGC 1365 je teraz monštrum, ešte nezačala ako jedna. Rovnako ako všetky veci vrátane samotnej galaxie sa časom vyvinula. V priebehu miliónov rokov sa obeh získal, keď spotreboval hviezdy a plyn - možno sa dokonca spojil s inými čiernymi dierami na ceste.
„Točenie čiernej diery je spomienkou na minulosť galaxie ako celku,“ vysvetlil Risaliti.
"Tieto monštrá s hmotnosťou od miliárd do miliárd krát to slnečného žiarenia sú tvorené ako malé semená v ranom vesmíre a rastú prehĺtaním hviezd a plynu v ich hostiteľských galaxiách, ktoré sa spájajú s inými obrovskými čiernymi dierami, keď sa galaxie zrážajú, alebo oboje “, Uviedol vedúci štúdie, Guido Risaliti z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku v Cambridge, Massachusetts a Taliansky národný inštitút pre astrofyziku.
Táto nová rotácia na čiernych dierach nám ukázala, že monštrum sa môže objaviť z „usporiadaného narastania“ - a nie iba náhodného opakovania viacerých udalostí. Tím bude pokračovať vo svojich štúdiách, aby zistil, ako sa v priebehu času menia iné faktory, ako je rotácia čiernych dier, a naďalej pozoruje niekoľko ďalších superhmotných čiernych dier s NuSTAR a XMM-Newton.
„Je to veľmi dôležité v oblasti vedy o čiernych dierach,“ povedal Lou Kaluzienski, programový vedec programu NuSTAR v ústredí NASA vo Washingtone, D.C. „Teleskopy NASA a ESA riešili tento problém spoločne. Spolu s nízkoenergetickými röntgenovými pozorovaniami uskutočnenými s XMM-Newton, bezprecedentné schopnosti spoločnosti NuSTAR na meranie röntgenových lúčov s vyššou energiou poskytli nevyhnutnú, chýbajúcu skladačku na vyriešenie tohto problému. “
Pôvodný zdroj článku: JPL / NASA News Release.
