Το Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) της NASA έχει καταγράψει ένα θεαματικό γεγονός: μια υπερμεγέθη βαρύτητα μαύρης τρύπας που τραβάει το κοντινό φως ακτίνων Χ.
Σε λίγες μόνο μέρες, η κορώνα - ένα σύννεφο σωματιδίων που ταξιδεύουν κοντά στην ταχύτητα του φωτός - έπεσε προς τη μαύρη τρύπα. Οι παρατηρήσεις είναι μια ισχυρή δοκιμασία της θεωρίας γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία λέει ότι η βαρύτητα μπορεί να λυγίσει το χωροχρόνο, το ύφασμα που διαμορφώνει το σύμπαν μας και το φως που ταξιδεύει μέσα από αυτό.
«Η κορώνα πρόσφατα κατέρρευσε προς τη μαύρη τρύπα, με αποτέλεσμα η έντονη βαρύτητα της μαύρης τρύπας να τράβηξε όλο το φως στον περιβάλλοντα δίσκο της, όπου το υλικό περιστρέφεται προς τα μέσα», δήλωσε ο συντάκτης Michael Parker από το Ινστιτούτο Αστρονομίας στο Cambridge της United Kingdom, σε δελτίο τύπου.
Η υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, γνωστή ως Markarian 335, απέχει περίπου 324 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Πήγασος. Ένα τέτοιο ακραίο σύστημα συμπιέζει περίπου 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας σε μια περιοχή μόνο 30 φορές τη διάμετρο του Ήλιου. Περιστρέφεται τόσο γρήγορα που ο χώρος και ο χρόνος παρασύρονται μαζί του.
Ο δορυφόρος Swift της NASA παρακολουθεί εδώ και χρόνια το Mrk 335, σημειώνοντας πρόσφατα μια δραματική αλλαγή στη φωτεινότητα των ακτίνων Χ. Έτσι, το NuSTAR ανακατευθύνθηκε για να ρίξει μια δεύτερη ματιά στο σύστημα.
Η NuSTAR συλλέγει ακτίνες Χ από μαύρες τρύπες και αστέρια που πεθαίνουν τα τελευταία δύο χρόνια. Η ειδικότητά του είναι η ανάλυση ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας στην κλίμακα από 3 έως 79 kiloelectron volts. Οι παρατηρήσεις στο φως ακτίνων Χ χαμηλότερης ενέργειας δείχνουν μια μαύρη τρύπα που κρύβεται από σύννεφα αερίου και σκόνης. Αλλά το NuSTAR μπορεί να ρίξει μια λεπτομερή ματιά σε αυτό που συμβαίνει κοντά στον ορίζοντα του γεγονότος, την περιοχή γύρω από μια μορφή μαύρης τρύπας που το φως δεν μπορεί πλέον να ξεφύγει από τη βαρύτητα.
Συγκεκριμένα, το NuSTAR μπορεί να δει το άμεσο φως της κορώνας και το ανακλώμενο φως από το δίσκο αύξησης. Αλλά σε αυτήν την περίπτωση, το φως είναι θολό λόγω του συνδυασμού μερικών παραγόντων. Πρώτον, η αλλαγή του doppler επηρεάζει τον περιστρεφόμενο δίσκο. Στην πλευρά που περιστρέφεται μακρυά από εμάς, το φως μετατοπίζεται στα κόκκινα μήκη κύματος (και συνεπώς χαμηλότερη ενέργεια), ενώ στην πλευρά περιστρέφεται προς εμάς, το φως μετατοπίζεται σε πιο μπλε μήκη κύματος (και συνεπώς υψηλότερη ενέργεια). Ένα δεύτερο αποτέλεσμα έχει να κάνει με τις τεράστιες ταχύτητες της περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας. Και ένα τελικό αποτέλεσμα είναι η βαρύτητα της μαύρης τρύπας, η οποία τραβάει το φως, προκαλώντας την απώλεια ενέργειας.
Όλοι αυτοί οι παράγοντες προκαλούν το φως να λερωθεί.
Είναι ενδιαφέρον ότι οι παρατηρήσεις του NuSTAR αποκάλυψαν επίσης ότι η λαβή της βαρύτητας της μαύρης τρύπας τράβηξε το φως της κορώνας στο εσωτερικό τμήμα του δίσκου συσσώρευσης, φωτίζοντας καλύτερα. Η NASA εξηγεί ότι σαν κάποιος να λάμπει ένα φακό για τους αστρονόμους, η μεταβαλλόμενη κορώνα φωτίζει την ακριβή περιοχή που ήθελαν να μελετήσουν.
«Ακόμα δεν καταλαβαίνουμε πώς παράγεται η κορώνα ή γιατί αλλάζει το σχήμα της, αλλά βλέπουμε να ανάβει υλικό γύρω από τη μαύρη τρύπα, επιτρέποντάς μας να μελετήσουμε τις περιοχές τόσο κοντά σε αυτά τα φαινόμενα που περιγράφονται από τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν γίνετε εξέχοντες », δήλωσε η επικεφαλής ερευνητής της NuSTAR, Fiona Harrison, του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια. «Η άνευ προηγουμένου ικανότητα της NuSTAR να παρατηρεί αυτό και παρόμοια γεγονότα μας επιτρέπει να μελετήσουμε τις πιο ακραίες επιπτώσεις της γενικής σχετικότητας.
Τα νέα δεδομένα πιθανώς θα ρίξουν φως σε αυτές τις μυστηριώδεις κορώνες, όπου οι νόμοι της φυσικής ωθούνται στο όριό τους.
Το άρθρο δημοσιεύθηκε στις Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας και είναι διαθέσιμο στο Διαδίκτυο.
