Oamenii de știință au împărtășit călătoria unui pachet de materii condamnate în timp ce orbita o gaură neagră de patru ori, prima observațională. Tehnica lor oferă o nouă metodă de măsurare a masei unei găuri negre; iar acest lucru poate permite testarea teoriei gravitației lui Einstein într-un grad cât mai puțin posibil.
O echipă condusă de Dr. Kazushi Iwasawa la Institutul de Astronomie (IoA) din Cambridge, Anglia, a urmat pe parcursul unei zile urmele de gaz fierbinte, în timp ce a bătut în jurul găurii negre supermasive aproximativ la aceeași distanță pe care Pământul o orbitează. Soare. Rapidat de gravitatea extremă a găurii negre, orbita a durat aproximativ un sfert de zi în loc de un an.
Oamenii de știință au putut calcula masa găului negru prin conectarea măsurătorilor pentru energia luminii, distanța acesteia de gaura neagră și timpul necesar pentru a orbita gaura neagră - o căsătorie cu relativitatea generală a lui Einstein și bunul vechi - a făcut fizica Kepleriană.
Iwasawa și colegul său de la IoA, Dr. Giovanni Miniutti, prezintă astăzi acest rezultat în cadrul unei conferințe de presă bazate pe Web în New Orleans, la reuniunea Diviziei de Astrofizică de înaltă energie a Societății Americane Astronomice. Dr. Andrew Fabian de la IoA li se alătură un articol care apare într-o ediție viitoare a Notificărilor lunare ale Royal Astronomical Society. Datele provin de la observatorul XMM-Newton al Agenției Spațiale Europene.
Echipa a studiat o galaxie numită NGC 3516, aflată la aproximativ 100 de milioane de ani lumină în constelația Ursa Major, acasă la Big Dipper (sau, Plugul). Această galaxie este gândită să găzduiască în centrul său o gaură neagră super-masivă. Gazul din această regiune centrală strălucește în radiațiile X, deoarece este încălzit la milioane de grade sub forța gravitației găurii negre.
XMM-Newton a surprins caracteristici spectrale din lumina din jurul găurii negre, afișate pe un spectrograf cu vârfuri care indică anumite niveluri de energie, asemănătoare ca și liniile zimțate ale unui cardiograf. În timpul observației de-a lungul zilei, XMM a capturat o flacără din gazul excitat care orbită pe gaura neagră, în timp ce a fost bătut de patru ori. Aceasta a fost informația crucială necesară pentru măsurarea masei găurii negre.
Oamenii de știință știau deja distanța gazului din gaura neagră față de caracteristica sa spectrală. (Măsura redshift-ului gravitațional sau scurgerea de energie dezvăluită de linia spectrală este legată de cât de aproape este un obiect de o gaură neagră.) Cu un timp și o distanță orbitală, oamenii de știință ar putea fixa o măsurătoare de masă - între 10 milioane și 50 milioane mase solare, în acord cu valorile obținute cu alte tehnici.
În timp ce calculul este simplu, analiza pentru a înțelege perioada orbitală a unei raze X este nouă și complicată. În esență, oamenii de știință au detectat un ciclu repetat de patru ori: o modulare a intensității luminii însoțită de o oscilație a energiei luminii. Energia și ciclul observate se potrivesc profilului luminii gravitațional redshifted (gravitate care fură energia) și Doppler deplasat (un câștig și pierdere de energie pe măsură ce materia orbitantă se deplasează spre și departe de noi).
Tehnica de analiză presupune, spre surprinderea acestei echipe științifice, că generația actuală de observatorii cu raze X poate aduce câștiguri semnificative în măsurarea masei găurii negre, deși cu observații lungi și sisteme cu găuri negre cu flăcări de lungă durată. Bazându-se pe aceste informații, misiunile propuse, cum ar fi Constellation-X sau XEUS, pot face o abordare mai profundă pentru a testa matematica lui Einstein în laboratorul de gravitate extremă.
Sursa originală: Comunicat de presă al Institutului de Astronomie
