Fizycy po raz pierwszy widzą lekkie echo zza czarnej dziury

Astrofizycy wykryli światło pochodzące z odległej strony czarnej dziury, używając teleskopów, aby zobaczyć fizykę przewidzianą przez ogólną teorię względności Einsteina, ale jeszcze nie obserwowaną bezpośrednio. Nowe wyniki potwierdziły poglądy na temat zniekształcania światła przez czarne dziury.

Zespół naukowców niedawno zbadał rozbłyski koronalne z supermasywnej czarnej dziury I Zwicky’ego 1. Odkryli, że część promieni rentgenowskich wytworzonych przez rozbłyski została odbita od przeciwnej strony dysku czarnej dziury, zakrzywionego wokół obiektu pod wpływem jego grawitacji. pole. Różni się to od soczewkowania grawitacyjnego, w którym nasz obraz odległego obiektu jest zniekształcony, gdy jego światło jest zakrzywione wokół masywnego obiektu. W tym przypadku światło rentgenowskie emitowane przez rozbłysk koronalny zostało odbite od dysku akrecyjnego czarnej dziury, zakrzywione wokół czarnej dziury iz powrotem w kierunku teleskopów badaczy. Analiza zespołu była opublikowany Dziś w naturze.

„Żadne światło, które wpada do tej czarnej dziury, nie gaśnie, więc nie powinniśmy być w stanie zobaczyć niczego poza czarną dziurą” – powiedział Dan Wilkins, astrofizyk z Instytutu Astrofizyki i Kosmologii Kavli na Uniwersytecie Stanforda i jeden z autorów nowa książka badawcza na Uniwersytecie Stanforda. komunikat prasowy.

Czarne dziury są tak grawitacyjne, że nawet światło nie może z nich uciec, gdy zostaną pochłonięte. Materia wpadająca do czarnych dziur jest dezintegrowana przez intensywne siły – rozrywające się nawet na poziomie atomowym – tworząc zupę z super gorącej namagnesowanej plazmy wokół struktur kosmosu. Ta naładowana plazma stanowi znaczną część dysku akrecyjnego czarnej dziury (duży zbiór rzeczy w kształcie DVD wokół większości supermasywnych czarnych dziur) i powoduje powstawanie pól magnetycznych czarnych dziur. Kiedy te pola magnetyczne zakrzywiają się i zbiegają, powodują jasną erupcję w przegrzanym oceanie czarnej dziury, podobnie jak Te, które występują w koronie słońca.

Einstein zaproponował pomysł, że intensywna grawitacja czarnych dziur może zaginać światło wokół siebie, ale technologia zajęła trochę czasu, aby to nadrobić (i nadal tego nie zrobiła). Pięćdziesiąt lat temu, kiedy astrofizycy [started] Współautor artykułu Roger Blandford, fizyk cząstek ze Stanford University, powiedział w oświadczeniu uniwersytetu.

Ostatnie obserwacje światła z odległej strony czarnej dziury zostały wykonane przy użyciu X-ray Multi-Mirror Mission Telescope (XMM-Newton) Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz teleskopu NuSTAR NASA. Zespół wykorzystał teleskopy do obserwacji jasnych rozbłysków rentgenowskich emitowanych z czarnej dziury o szerokości 18,6 mln mil, która krąży w odległości 800 mln lat świetlnych od Ziemi. Odkryli jednak, że po tych jasnych eksplozjach nastąpiło nagłe rozproszenie mniejszych rozbłysków rentgenowskich. Wskazuje to, że druga seria promieni rentgenowskich była echem wcześniejszych eksplozji, odbijając się od tylnej strony czarnej dziury.

Irene Kara, astrofizyk z MIT, która nie była związana z najnowszym artykułem badawczym, napisała w e-mailu do Gizmodo, że praca jest „bardzo fajnym pokazem echa światła w akcji”. Kara dodała, że ​​dla zespołu Wilkinsa ważne było pokazanie, ile energii jest potrzebne do każdego poświaty, co pomogło odnieść się do częstych rozbłysków jako zwykłych – odbić rozbłysków zniekształconych przez fizykę czarnej dziury – a nie tylko mniejszych rozbłysków w innych miejscach na świecie. aura krateru.

„Echa były widoczne w innych czarnych dziurach akrecyjnych, zarówno z supermasywnych, jak i gwiezdnych czarnych dziur, ale zwykle musimy uśredniać wiele rozbłysków w zakresie skal czasowych, aby zobaczyć taki sygnał. Chociaż ta obserwacja nie zmienia naszego picture Jest to jednak dobre potwierdzenie, że ogólna teoria względności odgrywa w tych systemach rolę”.

Dokładniejsze teleskopy mogą pogłębić zrozumienie przez astrofizyków tych zjawisk fizycznych, a także innych dziwnych zachowań czarnych dziur. Teoria ma tendencję do wysuwania się naprzód przed obserwacjami, ponieważ jesteśmy bardziej ograniczeni przez nasze techniki niż naszą kreatywność. Ale z pewnością nadejdzie coraz więcej oszałamiających świadomości o najbardziej ekstremalnych istotach natury.

WIĘCEJ: Zobacz pola magnetyczne czarnej dziury na nowym zdjęciu z Teleskopu Event Horizon

Od redakcji: Daty wydania w tym artykule dotyczą Stanów Zjednoczonych, ale zostaną zaktualizowane o lokalne daty australijskie, gdy tylko dowiemy się więcej.