Перевірка швидкості віджиму на надмасивній чорній дірі - це прекрасний спосіб для астрономів перевірити теорію Ейнштейна в екстремальних умовах - і уважно подивитися, як сильна гравітація спотворює тканину простору-часу. А тепер уявіть монстра ... той, який має масу приблизно в 2 мільйони разів більший від нашого Сонця, вимірює діаметр 2 мільйони миль і обертається так швидко, що він майже порушує швидкість світла.
А фантазія? Не важко. Це надмасивна чорна діра, розташована в центрі спіральної галактики NGC 1365 - і ось-ось навчить нас набагато більше про те, як дозрівають чорні діри та галактики.
Що робить дослідників настільки впевненими, що вони, нарешті, взяли остаточні розрахунки такої неймовірної швидкості віджиму у далекій галактиці? Завдяки даним, отриманим ядерним спектроскопічним телескопним масивом NuSTAR та рентгенівськими супутниками XMM-Ньютона Європейського космічного агентства, команда вчених заглянула в серце NGC 1365 за допомогою рентгенівських очей - взявши до уваги місце розташування горизонту події - край крутяться отвору, де навколишній простір починає затягуватися в гирло звіра.
"Ми можемо простежити матерію, як вона закручується в чорну діру, використовуючи рентгенівські випромінювання, випромінювані з регіонів, дуже близьких до чорної діри", - сказала співавтор нового дослідження, головний дослідник NuSTAR Фіона Гаррісон з Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені. "Випромінювання, яке ми бачимо, викривлене і спотворене рухами частинок і неймовірно сильною гравітацією чорної діри".
Однак дослідження на цьому не зупинилися, вони просунулися до внутрішнього краю, щоб охопити розташування накопичувального диска. Ось «Найпотужніша стабільна кругла орбіта» - прислівна точка не повернення. Цей регіон безпосередньо пов'язаний зі швидкістю віджиму чорної діри. Оскільки простір-час у цій області спотворений, частина його може ще більше наблизитися до ISCO, перш ніж затягнути. Те, що робить поточні дані настільки переконливими, - бачити глибше в чорну діру через більш широкий діапазон рентгенівських променів, що дозволяє астрономи бачать поза завуальованими хмарами пилу, які лише плутають минулі читання. Ці нові результати показують, що рентгенівські випромінювання не є пилом, а гравітацією.
"Це перший випадок, коли хтось точно виміряв віджимання надмасивної чорної діри", - сказав головний автор Гідо Рісаліті з Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики (CfA) та INAF - обсерваторії Арцетрі.
"Якби я міг додати один прилад до XMM-Newton, це був би телескоп, як NuSTAR", - сказав Норберт Шартель, науковець проекту XMM-Newton в Європейському центрі космічної астрономії в Мадриді. "Рентгенівські промені з високими енергіями забезпечили важливий фрагмент головоломки для вирішення цієї проблеми".
Незважаючи на те, що центральна чорна діра в NGC 1365 зараз чудовисько, вона не почалася як одна. Як і всі речі, включаючи саму галактику, вона розвивалася з часом. Протягом мільйонів років він набирав обхвату, споживаючи зірки та газ - можливо навіть зливаючись з іншими чорними дірами по дорозі.
"Спіна чорної діри - це пам'ять, запис про минулу історію галактики в цілому", - пояснив Рісаліті.
"Ці монстри, масами від мільйонів до мільярдів разів більше, ніж Сонце, утворюються як маленькі насіння в ранньому Всесвіті і ростуть, ковтаючи зірки і газ у своїх галактиках-господарях, зливаючись з іншими гігантськими чорними дірами, коли галактики стикаються, або обидва ", - сказав головний автор дослідження, Гвідо Рісаліті з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі, штат Массачусетс, та Італійського національного інституту астрофізики.
Цей новий оберт на чорних дірах показав нам, що з "упорядкованого нарощення" може з'явитися чудовисько - а не просто випадкові множинні події. Команда продовжить свої дослідження, щоб побачити, як інші фактори, крім спінінгу чорної діри, змінюються з часом і продовжують спостерігати за кількома іншими надмасивними чорними дірами з NuSTAR та XMM-Newton.
"Це надзвичайно важливо для галузі науки про чорну діру", - сказав Лу Калузієнскі, науковий співробітник програми NuSTAR в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні, округ Колумбія. "Телескопи NASA та ESA разом вирішували цю проблему. У поєднанні з рентгенівськими спостереженнями з низькою енергією, проведеними за допомогою XMM-Newton, безпрецедентні можливості NuSTAR для вимірювання рентгенівського випромінювання більш високої енергії послужили важливою, відсутньою частиною головоломки для розгадки цієї проблеми ".
Оригінальне джерело історії: JPL / NASA News Release.
