Vedci zhromaždili cestu zväzku odsúdených látok, keď obiehali okolo čiernej diery štyrikrát, najskôr ako pozorovateľ. Ich technika poskytuje novú metódu merania hmotnosti čiernej diery; a to môže umožniť testovanie Einsteinovej teórie gravitácie v miere, o ktorej sa len málo uvažovalo.
Tím vedený Dr. Kazushi Iwasawom z Astronomického inštitútu (IoA) v anglickom Cambridge sledoval stopu horúceho plynu v priebehu jedného dňa, keď bičoval okolo supermasívnej čiernej diery zhruba v rovnakej vzdialenosti, ktorú Zem obieha okolo Slnko. Zrýchlená extrémnou gravitáciou čiernej diery však obežná dráha trvala asi štvrtinu dňa namiesto roka.
Vedci dokázali vypočítať hmotnosť čiernej diery zapojením meraní pre energiu svetla, jeho vzdialenosť od čiernej diery a čas potrebný na obehnutie čiernej diery - manželstvo Einsteinovej všeobecnej relativity a dobrého starého - staromódna keplerovská fyzika.
Giovanni Miniutti, Iwasawa a jeho kolega z IoA, dnes prezentujú tento výsledok na webovej tlačovej konferencii v New Orleans na stretnutí Divízie astrofyziky vysokých energií Americkej astronomickej spoločnosti. Andrew Fabian z IoA sa k nim pripojil k článku, ktorý sa objavil v nadchádzajúcom vydaní Mesačných oznámení Kráľovskej astronomickej spoločnosti. Údaje pochádzajú z observatória XMM-Newton Európskej vesmírnej agentúry.
Tím študoval galaxiu s názvom NGC 3516, vzdialenú asi 100 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Ursa Major, ktoré je domovom Veľkého vozíka (alebo Pluhu). Predpokladá sa, že táto galaxia má vo svojom jadre superhmotnú čiernu dieru. Plyn v tejto centrálnej oblasti žiari röntgenovým žiarením, pretože je zahrievaný na milióny stupňov pod silou gravitácie čiernej diery.
XMM-Newton zachytil spektrálne prvky zo svetla okolo čiernej diery, zobrazené na spektrografe s hrotmi označujúcimi určité úrovne energie, podobné vzhľadu ako zubaté línie kardiografu. Počas celodenného pozorovania XMM zachytil vzplanutie vzbudeného plynu obiehajúceho okolo čiernej diery, keď štyrikrát šľahal. To bol rozhodujúci kúsok informácií potrebných na meranie množstva čiernych dier.
Vedci už poznali vzdialenosť plynu od čiernej diery od jej spektrálneho znaku. (Rozsah gravitačného červeného posunu alebo odtoku energie odhaleného spektrálnou čiarou súvisí s tým, ako blízko je objekt k čiernej diere.) Pri orbitálnom čase a vzdialenosti by vedci mohli obmedziť meranie hmotnosti - medzi 10 miliónmi a 50 miliónov solárnych hmôt, v zhode s hodnotami získanými inými technikami.
Zatiaľ čo výpočet je jednoduchý, analýza na pochopenie orbitálnej periódy röntgenového erupcie je nová a zložitá. Vedci zistili, že cyklus sa opakuje štyrikrát: modulácia intenzity svetla sprevádzaná osciláciou energie svetla. Pozorovaná energia a cyklus zapadajú do profilu svetla gravitačne redshifted (gravitačné kradnúca energia) a Dopplerovho posunu (zisk a strata energie, keď sa obiehajúca hmota pohybuje smerom k nám a preč od nás).
Technika analýzy k prekvapeniu tohto vedeckého tímu naznačuje, že súčasná generácia röntgenových observatórií môže priniesť významné zisky v meraní hmotnosti čiernych dier, aj keď s dlhými pozorovaniami a systémov s čiernymi dierami s dlhotrvajúcimi svetlicami. Na základe týchto informácií môžu navrhované misie, ako sú Constellation-X alebo XEUS, preniknúť hlbšie do testovania Einsteinovej matematiky v laboratóriu extrémnej gravitácie.
Pôvodný zdroj: Astronomy News Release Release
