Ядреният спектроскопичен масив на НАСА (NuSTAR) е заснел грандиозно събитие: гравитация на свръхмасивна черна дупка на близката рентгенова светлина.
Само за няколко дни корона - облак от частици, пътуващи близо до скоростта на светлината - падна към черната дупка. Наблюденията са мощен тест на теорията за общата относителност на Айнщайн, която казва, че гравитацията може да огъва пространството и времето, тъканта, която оформя нашата Вселена, и светлината, която пътува през нея.
„Короната наскоро се срина към черната дупка, в резултат на което интензивната гравитация на черната дупка издърпа цялата светлина надолу върху заобикалящия я диск, където материалът се върти навътре“, казва съавторът Майкъл Паркър от Института по астрономия в Кеймбридж, Обединена Кралство, в съобщение за печата.
Свръхмасивната черна дупка, известна като Маркарян 335, е на около 324 милиона светлинни години от Земята в посока на съзвездието Пегас. Такава екстремна система изтласква около 10 милиона пъти масата на нашето Слънце в регион само 30 пъти по-голям от диаметъра на Слънцето. Той се върти толкова бързо, че пространството и времето се влачат с него.
Сателитът на НАСА Swift следи Mrk 335 от години, като наскоро отбеляза драматична промяна в неговата рентгенова яркост. Така NuSTAR беше пренасочен да направи втори поглед върху системата.
NuSTAR събира рентгенови лъчи от черни дупки и умиращи звезди през последните две години. Нейната специалност е анализ на високоенергийни рентгенови лъчи в диапазона от 3 до 79 килоелектронни волта. Наблюденията при ниско енергийна рентгенова светлина показват черна дупка, затъмнена от облаци от газ и прах. Но NuSTAR може да разгледа подробно какво се случва близо до хоризонта на събитията, регионът около форма на черна дупка, която светлината вече не може да избяга от гравитацията.
По-конкретно, NuSTAR може да вижда пряката светлина на короната и отразената й светлина от диска за натрупване. Но в този случай светлината е замъглена поради комбинацията от няколко фактора. Първо, смяната на доплера засяга въртящия се диск. От страната, която се върти далеч от нас, светлината се измества към по-червени дължини на вълната (и следователно по-ниска енергия), докато на страната, която се върти към нас, светлината се измества към по-сини дължини на вълната (и следователно по-висока енергия). Вторият ефект е свързан с огромните скорости на въртящата се черна дупка. И краен ефект е от гравитацията на черната дупка, която дърпа светлината, причинявайки й загуба на енергия.
Всички тези фактори предизвикват размазване на светлината.
Интригуващо, наблюденията на NuSTAR също разкриха, че хватката на гравитацията на черната дупка издърпва светлината на короната върху вътрешната част на диска за увеличаване, като я осветява по-добре. НАСА обяснява, че сякаш някой блесна фенерче за астрономите, изместващата корона освети точно района, който искат да изучат.
„Все още не разбираме как точно се произвежда корона или защо тя променя формата си, но виждаме как осветява материал около черната дупка, което ни позволява да изучаваме регионите толкова близо, че ефектите, описани от теорията на общата относителност на Айнщайн стават видни “, заяви главният изследовател на NuSTAR Фиона Харисън от Калифорнийския технологичен институт. „Безпрецедентната способност на NuSTAR за наблюдение на подобни и подобни събития ни позволява да изучаваме най-екстремните ефекти на светлинно огъване на общата относителност.“
Новите данни вероятно ще хвърлят светлина върху тези мистериозни корони, където законите на физиката са изтласкани до своя предел.
Статията е публикувана в Месечните известия на Кралското астрономическо общество и е достъпна онлайн.
