Cijelo je nebo ispunjeno difuznim, visokoenergetskim sjajem: kozmičkom pozadinom rendgenskih zraka. U posljednjim godinama astronomi su mogli pokazati da se to zračenje gotovo u potpunosti može povezati s pojedinačnim objektima. Slično tome, Galileo Galilei početkom 17. stoljeća riješio je svjetlost Mliječnog puta u pojedine zvijezde. Pozadina rendgenskih zraka potiče iz stotina milijuna supermasivnih crnih rupa koje se hrane iz materije u centrima udaljenih galaksijskih sustava. Budući da Crne rupe skupljaju masu, promatramo ih u rendgenskoj pozadini tijekom faze rasta. U današnjem Svemiru, masivne crne rupe nalaze se u centrima praktično svih obližnjih galaksija.
Kada materija juri niz ponor Crne rupe, ona se vrti oko kozmičkog vrtla gotovo brzinom svjetlosti i zagrijava se toliko snažno, da prije nje emitira svoj "posljednji krik pomoći" u obliku zračenja visoke energije. nestaje zauvijek. Stoga su nevidljive Crne rupe među najsvjetlijim objektima u svemiru ako se dobro hrane u centrima takozvanih aktivnih galaksija. Kemijski elementi u materiji emitiraju X-zrake karakteristične valne duljine i stoga se mogu prepoznati kroz njihov spektralni otisak. Atomi željeza elementa posebno su korisni dijagnostički alat, jer je taj metal najzastupljeniji u kozmosu i najjače zrači na visokim temperaturama.
Na način sličan radarskim zamkama, s kojima policija identificira automobile koji brze automobile, relativističke brzine željeznih atoma koji kruže Crnom rupom mogu se mjeriti pomakom valne duljine njihovog svjetla. Kroz kombinaciju učinaka koje je predvidjela Einsteinova posebna i opća teorija relativnosti, međutim, u rendgenskom svjetlu Crne rupe očekuje se karakteristično proširen asimetrični profil linija, tj. Razmazani otisak prsta. Posebna relativnost postulira da se pomični satovi pokreću sporo, a opća relativnost predviđa da satovi djeluju sporo u blizini velikih masa. Oba efekta dovode do pomaka svjetlosti koju zrače atomi željeza u dio s duljom valnom duljinom elektromagnetskog spektra. Međutim, ako promatramo kako tvar kruži u takozvanom "akrektorskom disku" (Sl. 1) sa strane, svjetlost atoma koji juri prema nama izgleda premještena na kraće valne duljine i puno svjetlije od one koja se odmiče od nas. Ovi efekti relativnosti su jači, što se bliže materija dovodi do crne rupe. Zbog zakrivljenog svemirskog vremena oni su najjači u brzo rotirajućim crnim rupama. Proteklih godina mjerenje relativističkih željeznih linija bilo je moguće u nekoliko obližnjih galaksija - prvi put 1995. godine s japanskim satelitom ASCA.
Sada su istraživači oko Gcentra Hasingera iz Instituta za izvanzemaljsku fiziku Max-Planck, zajedno s grupom Xaviera Barcona na španjolskom Instituto de Fisica de Cantabria u Santanderu i Andyja Fabiana na Institutu za astronomiju u Cambridgeu, Velika Britanija otkrili su relativistički razmazani otisci atoma željeza u prosječnoj rendgenskoj svjetlosti od oko 100 udaljenih crnih rupa rendgenske pozadine (Sl. 2). Astrofizičari su koristili rentgenski opservatorij XMM-Newton Europske svemirske agencije ESA. Usmjerili su instrument na polje u zviježđu Big Dipper više od 500 sati i otkrili nekoliko stotina slabih izvora rendgenskih zraka.
Zbog širenja svemira, galaksije se odmiču od nas brzinom koja se povećava s njihovom udaljenošću, pa se njihove spektralne linije pojavljuju na različitim valnim duljinama; astronomi su prvo trebali ispraviti rendgensku svjetlost svih objekata u ostatak okvira Mliječnog puta. S američkim Keck-teleskopom dobivena su potrebna mjerenja udaljenosti za više od 100 objekata. Nakon što su dodali svjetlost iz svih predmeta, istraživači su bili vrlo iznenađeni neočekivano velikim signalom i karakteristično proširenim oblikom željezne linije.
Iz jačine signala zaključili su udio atoma željeza u nakupljenoj materiji. Iznenađujuće, kemijsko obilje željeza u „prehrani“ ovih relativno mladih Crnih rupa je oko tri puta veće nego u našem Sunčevom sustavu, koji je stvoren znatno kasnije. Centri galaksija u ranom Svemiru stoga su morali imati posebno učinkovitu metodu za proizvodnju željeza, možda zato što nasilna aktivnost zvijezda oblikuje „kemijske elemente“ brzo u aktivnim galaksijama. Širina crte ukazivala je da atomi željeza moraju zračiti prilično blizu crne rupe, u skladu s crnim rupama koje se brzo vrte. Taj zaključak posredno pronalaze i druge skupine koje su uspoređivale energiju u rendgenskoj pozadini s ukupnom masom "uspavanih" Crnih rupa u obližnjim galaksijama.
Izvorni izvor: Novosti Plan Planck Society News
Želite ažurirati pozadinu radne površine računala? Evo nekoliko crnih pozadinskih slika.
