211service.com
Astronomové zaznamenali rentgenové záření za supermasivní černou dírou
NASA/JPL-Caltech
Když plyn spadne do černé díry, uvolní obrovské množství energie a vyvrhne elektromagnetické záření do všech směrů, díky čemuž jsou tyto objekty jedny z nejjasnějších ve známém vesmíru. Ale vědci byli vždy schopni vidět světlo a další záření ze supermasivní černé díry, když svítila přímo k našim dalekohledům – cokoli za ní bylo vždy zakryto.
Do teď. Nová studie publikováno v Nature demonstruje první detekci záření pocházejícího z za černá díra – ohnutá v důsledku deformace časoprostoru kolem objektu. Je to další důkaz pro Einsteinovu teorii obecné relativity.
'Toto je opravdu vzrušující výsledek,' říká Edward Cackett, astronom z Wayne State University, který se na studii nepodílel. „Ačkoli jsme již dříve viděli signaturu rentgenových ozvěn, až dosud nebylo možné oddělit ozvěnu, která přichází zpoza černé díry a ohýbá se do našeho zorného pole. Umožní to lepší mapování toho, jak věci padají do černých děr a jak černé díry ohýbají časoprostor kolem nich.“
Uvolňování energie černými dírami, někdy ve formě rentgenového záření, je absurdně extrémní proces. A protože supermasivní černé díry uvolňují tolik energie, jsou to v podstatě elektrárny, které umožňují růst galaxií kolem nich. Pokud chcete porozumět tomu, jak se formují galaxie, musíte skutečně porozumět těmto procesům mimo černou díru, které jsou schopny uvolnit toto obrovské množství energie a energie, tyto úžasně jasné zdroje světla, které studujeme, říká Dan Wilkins, astrofyzik. na Stanfordské univerzitě a hlavním autorem studie.
Studie se zaměřuje na supermasivní černou díru v centru galaxie zvané I Zwicky 1 (zkráceně I Zw 1), asi 100 milionů světelných let od Země. V supermasivních černých dírách, jako jsou I Zw 1, velké množství plynu padá směrem ke středu (horizont událostí, což je v podstatě bod, odkud není návratu) a má tendenci se zploštit do disku. Nad černou dírou vede souběh přeplňovaných částic a aktivita magnetického pole k produkci vysokoenergetického rentgenového záření.
Některé z těchto rentgenových paprsků na nás svítí přímo a můžeme je normálně pozorovat pomocí dalekohledů. Ale některé z nich také svítí dolů k plochému disku plynu a budou se od něj odrážet. Rotace černé díry I Zw 1 se zpomaluje rychleji než u většiny supermasivních černých děr, což způsobuje, že okolní plyn a prach snáze padají dovnitř a zásobují černou díru z více směrů. To zase vede k větším rentgenovým emisím, což je důvod, proč se Wilkins a jeho tým obzvláště zajímali.
Zatímco Wilkins a jeho tým pozoroval tuto černou díru, všimli si, že korona zřejmě bliká. Tyto záblesky způsobené rentgenovými pulsy odrážejícími se od masivního disku plynu přicházely zpoza stínu černé díry – místa, které je normálně skryto. Ale protože černá díra ohýbá prostor kolem ní, rentgenové odrazy se také ohýbají kolem ní, což znamená, že je můžeme zaznamenat.
Signály byly nalezeny pomocí dvou různých vesmírných dalekohledů optimalizovaných pro detekci rentgenového záření ve vesmíru: NuSTAR, který provozuje NASA, a XMM-Newton, který provozuje Evropská kosmická agentura.
Největším důsledkem nových zjištění je, že potvrzují to, co Albert Einstein předpověděl jako součást své teorie obecné relativity – způsob, jakým by se světlo mělo ohýbat kolem gargantuovských objektů, jako jsou supermasivní černé díry.
Je to poprvé, co skutečně vidíme přímý podpis toho, jak se světlo ohýbá celou cestu za černou dírou do našeho zorného pole, protože o způsobu, jakým černá díra deformuje prostor kolem sebe, říká Wilkins.
'Ačkoli toto pozorování nemění náš obecný obraz akrece černých děr, je to pěkné potvrzení toho, že v těchto systémech hraje roli obecná teorie relativity,' říká Erin Kara, astrofyzička z MIT, která se na studii nepodílela.
Navzdory názvu jsou supermasivní černé díry tak daleko, že skutečně vypadají jako jednotlivé světelné body, a to i pomocí nejmodernějších přístrojů. Nebude možné pořídit snímky všech z nich tak, jak vědci použili k zachycení dalekohled Event Horizon Telescope stín supermasivního bla ck díra dovnitř Galaxy M87.
Takže ačkoli je to brzy, Wilkins a jeho tým doufají, že detekce a studium více těchto rentgenových ozvěny zpoza ohybu by nám mohlo pomoci vytvořit částečné nebo dokonce úplné snímky vzdálených supermasivních černých děr. To by jim zase mohlo pomoci odhalit některá velká tajemství kolem toho, jak supermasivní černé díry rostou, udržují celé galaxie a vytvářejí prostředí, kde jsou fyzikální zákony dohnány až na hranici svých možností.
Oprava 8/3/21: Původní verze tohoto příběhu nesprávně uváděla, že Einstein učinil svou předpověď v roce 1963. Litujeme chyby.