NuSTAR i XMM-Newton vide svjetlosni odjek iza crne rupe Prirodne znanosti
Koristeći NASA-ine opservatorije rendgenskih zraka NuSTAR i ESA-e XMM-Newton, međunarodna grupa znanstvenika na čelu s Danom Wilkinsom sa Sveučilišta Stanford promatrala je iznimno svijetle baklje rendgenskog svjetla koje dolaze oko crne rupe.
Rendgenske baklje odjekivale su od plina koji upada u crnu rupu, a kako su se povlačile, teleskopi su hvatali slabe odbljeske zbog odjeka baklji koji su odskakale od plina iza crne rupe.
Znanstvenici su pratili obližnju spiralnu galaksiju I Zwicky 1, koja je udaljena 800 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje i ugošćuje supermasivnu crnu rupu 10 milijuna puta masivniju od našeg Sunca. Astronomi nisu očekivali da će vidjeti išta iza crne rupe, jer nijedno svjetlo ne može pobjeći iz crne rupe. Međutim, ekstremna gravitacija crne rupe iskrivljava prostor-vrijeme oko nje, a svjetlosni odjeci svijetlih baklji savijenih oko crne rupe, postaju vidljivi NuSTAR-u i XMM-Newtonu. "Svako svjetlo koje uđe u tu crnu rupu ne izlazi, tako da ne bismo trebali moći vidjeti ništa što se krije iza crne rupe", rekao je Wilkins. To je još jedna čudna karakteristika crne rupe koja omogućuje ovo promatranje. "Razlog zbog kojeg to možemo vidjeti je taj što ta crna rupa iskrivljuje prostor, savija svjetlost i uvija magnetska polja oko sebe", objasnio je Wilkins.
Opažanja su osmišljena kako bi se saznalo više o tajanstvenoj 'koroni' crne rupe, iznimno vrućoj, ioniziranoj plazmi koja je izvor jakog rendgenskog svjetla. Astronomi smatraju da je korona rezultat plina koji pada prema crnoj rupi, pri čemu oko nje tvori rotirajući disk - slično ispiranju vode prema odvodu. Ovaj disk se zagrijava do stotina tisuća stupnjeva i generira jaka magnetska polja koja se vrte u čvorove. Kada se magnetsko polje veže, na kraju pukne, oslobađajući energiju pohranjenu u njemu, slično, ali mnogo intenzivnije od aktivnosti koja se javlja na površini Sunca. To zagrijava sve oko sebe i proizvodi koronu visokoenergetskih elektrona koji proizvode rendgensko svjetlo.
Rendgenska baklja opažena iz I Zwicky 1 bila je toliko svijetla da su neke rendgenske zrake zasjale na disku plina koji je upao u crnu rupu. Rendgenske snimke koje su se odrazile na plin iza crne rupe bile su savijene oko crne rupe, uzrokujući manje bljeskove koji su stigli na teleskope s kašnjenjem od nekoliko minuta. Ova zapažanja odgovaraju Einsteinovim predviđanjima o tome kako gravitacija savija svjetlost oko crnih rupa, kao što je opisano u njegovoj teoriji opće relativnosti.
"Prije pedeset godina, kada su astrofizičari počeli nagađati o tome kako bi se magnetsko polje moglo ponašati blizu crne rupe, nisu imali pojma da ćemo jednog dana možda imati tehnike da to izravno promatramo i vidimo Einsteinovu opću teoriju relativnosti na djelu", rekao je koautor Roger Blandford, također sa Sveučilišta Stanford. Odjeci rendgenskih zraka s diska imaju specifične 'boje' svjetlosti, a kako rendgenske zrake putuju oko crne rupe, njihove se boje neznatno mijenjaju. Budući da rendgenski odjeci imaju različite boje i vide se u različito vrijeme, ovisno o tome gdje se reflektiraju s diska, kašnjenja i rendgenski spektri sadrže mnoge informacije o tome što se događa oko crne rupe. Astronomi žele koristiti ovu tehniku kako bi stvorili 3D kartu okruženja crne rupe.