Supermasyvios juodosios skylės sukimosi greičio patikrinimas yra puikus būdas astronomams išbandyti Einšteino teoriją ekstremaliomis sąlygomis ir atidžiai pažvelgti į tai, kaip intensyvi gravitacija iškreipia erdvės ir laiko struktūrą. Dabar įsivaizduokite pabaisą... kurios masė yra maždaug 2 milijonai kartų didesnė už mūsų Saulės masę, jos skersmuo yra 2 milijonai mylių ir sukasi taip greitai, kad beveik viršija šviesos greitį.
Fantazija? Ne vargu. Tai supermasyvi juodoji skylė, esanti spiralinės galaktikos NGC 1365 centre – ir ji mus išmokys daug daugiau apie tai, kaip bręsta juodosios skylės ir galaktikos.
Kas verčia tyrėjus taip įsitikinti, kad jie pagaliau atliko galutinius tokio neįtikėtino sukimosi greičio tolimoje galaktikoje skaičiavimus? Branduolinio spektroskopinio teleskopo masyvo arba NuSTAR ir Europos kosmoso agentūros XMM-Newton rentgeno palydovų surinktų duomenų dėka, mokslininkų komanda rentgeno akimis pažvelgė į NGC 1365 širdį – atkreipė dėmesį į vietą. įvykių horizonto – besisukančios skylės kraštas, kuriame aplinkinė erdvė pradedama traukti į žvėries burną.
„Mes galime atsekti materiją, kai ji sukasi į juodąją skylę, naudodami rentgeno spindulius, skleidžiamus iš regionų, esančių labai arti juodosios skylės“, – sakė naujo tyrimo bendraautorė, NuSTAR pagrindinė tyrėja Fiona Harrison iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje. „Spinduliacija, kurią matome, yra iškreipta ir iškraipyta dėl dalelių judėjimo ir neįtikėtinai stiprios juodosios skylės gravitacijos.
Tačiau tyrimai tuo nesibaigė, jie pažengė į vidinį kraštą, kad apimtų akrecinio disko vietą. Štai „Vidinė stabili žiedinė orbita“ – patarlės taškas, iš kurio negrįžtama. Ši sritis yra tiesiogiai susijusi su juodosios skylės sukimosi greičiu. Kadangi erdvė-laikas šioje srityje yra iškraipytas, dalis jo gali dar labiau priartėti prie ISCO prieš įtraukiant. Dabartiniai duomenys yra tokie įtikinami, kad per platesnį rentgeno spindulių diapazoną galima pamatyti giliau į juodąją skylę. astronomai galėtų matyti toliau uždengtus dulkių debesis, kurie tik supainiojo praeities rodmenis. Šie nauji atradimai rodo, kad rentgeno spindulius iškreipia ne dulkės, o gniuždanti gravitacija.
Mokslininkai matuoja supermasyvių juodųjų skylių sukimosi greitį paskleisdami rentgeno šviesą į skirtingas spalvas. Vaizdo kreditas: NASA / JPL-Caltech
„Tai pirmas kartas, kai kas nors tiksliai išmatavo supermasyvios juodosios skylės sukimąsi“, – sakė pagrindinis autorius Guido Risaliti iš Harvardo-Smithsonian astrofizikos centro (CfA) ir INAF – Arcetri observatorijos.
„Jei būčiau galėjęs prie XMM-Newton pridėti vieną instrumentą, tai būtų toks teleskopas kaip NuSTAR“, – sakė Europos kosminės astronomijos centro Madride XMM-Newton projekto mokslininkas Norbertas Schartelis. „Didelės energijos rentgeno spinduliai suteikė esminį trūkstamą galvosūkį šiai problemai išspręsti.
Nors centrinė juodoji skylė NGC 1365 dabar yra pabaisa, ji nebuvo tokia. Kaip ir visi dalykai, įskaitant pačią galaktiką, ji vystėsi laikui bėgant. Per milijonus metų jis didėjo, nes sunaudojo žvaigždes ir dujas – galbūt net susiliedamas su kitomis juodosiomis skylėmis.
„Juodosios skylės sukimasis yra visos galaktikos praeities istorijos prisiminimas, įrašas“, – aiškino Risaliti.
„Šie monstrai, kurių masė nuo milijonų iki milijardų kartų viršija saulės masę, formuojasi kaip mažos sėklos ankstyvojoje visatoje ir auga prarydamos žvaigždes ir dujas savo galaktikose, susiliedamos su kitomis milžiniškomis juodosiomis skylėmis, kai galaktikos susiduria, arba abiem. “, – sakė tyrimo pagrindinis autorius Guido Risaliti iš Harvardo-Smithsonian astrofizikos centro Kembridže, Masažas, ir Italijos nacionalinio astrofizikos instituto.
Šis naujas juodųjų skylių sukimas parodė, kad monstras gali atsirasti iš „užsakytos sankaupos“, o ne tiesiog atsitiktinių kelių įvykių. Komanda tęs savo tyrimus, siekdama išsiaiškinti, kaip laikui bėgant keičiasi kiti veiksniai, išskyrus juodųjų skylių sukimąsi, ir toliau stebės keletą kitų supermasyvių juodųjų skylių su NuSTAR ir XMM-Newton.
„Tai labai svarbu juodųjų skylių mokslo sričiai“, – sakė NASA būstinės Vašingtone, NuSTAR programos mokslininkas Lou Kaluzienski. „NASA ir ESA teleskopai šią problemą sprendė kartu. Kartu su mažesnės energijos rentgeno stebėjimais, atliktais naudojant XMM-Newton, precedento neturinčios NuSTAR galimybės matuoti didesnės energijos rentgeno spindulius suteikė esminę, trūkstamą dėlionę šiai problemai išspręsti.
Originalus istorijos šaltinis: JPL/NASA naujienų pranešimas .
