NASA-in nuklearni spektroskopski teleskopski niz (NuSTAR) zabilježio je spektakularan događaj: gravitacija supermasivne crne rupe koja se zateže na obližnjem rendgenskom svjetlu.
U samo nekoliko dana korona - oblak čestica koji putuju brzinom svjetlosti - pala je prema crnoj rupi. Opažanja su moćan test Einsteinove teorije opće relativnosti koja kaže da gravitacija može saviti prostor-vrijeme, tkaninu koja oblikuje naš svemir i svjetlost koja putuje kroz njega.
"Korona se nedavno srušila prema crnoj rupi, što je rezultiralo da je intenzivna gravitacija crne rupe povukla svu svjetlost na njezin okolni disk, gdje se materijal spiralno širi prema unutra", rekao je koautor Michael Parker s Instituta za astronomiju u Cambridgeu, United Kingdom, u priopćenju za javnost.
Supermasivna crna rupa, poznata kao Markarian 335, udaljena je oko 324 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje u smjeru zviježđa Pegasus. Takav ekstremni sustav istiskuje oko 10 milijuna puta više mase našeg Sunca u područje samo 30 puta više od promjera Sunca. Okreće se tako brzo da se prostor i vrijeme povlače sa sobom.
NASA-in satelit Swift godinama je nadzirao Mrk 335, primjećujući dramatičnu promjenu njegove svjetline rendgenskih zraka. Dakle, NuSTAR je preusmjeren da pogleda drugi sustav.
NuSTAR je posljednje dvije godine sakupljao rendgenske zrake iz crnih rupa i zvijezda koje umiru. Njegova specijalnost je analiza visokoenergetskih X-zraka u rasponu od 3 do 79 kiloelektronskih volti. Promatranja na nižoj energiji rendgenskog svjetla pokazuju crnu rupu zaklonjenu oblacima plina i prašine. Ali NuSTAR može detaljno pogledati što se događa u blizini horizonta događaja, područje oko oblika crne rupe koja svjetlost više ne može izbjeći gravitaciju.
NuSTAR može konkretno vidjeti izravnu svjetlost korone i njenu reflektiranu svjetlost s akrecijskog diska. Ali u ovom slučaju svjetlost je zamagljena zbog kombinacije nekoliko čimbenika. Prvo, doplerski pomak utječe na vrti disk. Na strani koja se okreće od nas, svjetlost se preusmjerava na crvene valne duljine (a time i nižu energiju), dok se na strani koja se okreće prema nama, svjetlost preusmjerava na plaviju valnu duljinu (i samim tim veću energiju). Drugi učinak ima veze s ogromnom brzinom vrtnje crne rupe. A konačni učinak je zahvaljujući gravitaciji crne rupe, koja povlači svjetlost, uzrokujući gubitak energije.
Svi ti čimbenici uzrokuju da se svjetlost razmazuje.
Intrigantno, opažanja NuSTAR-a također su otkrila da je stisak gravitacije crne rupe povukao koronovo svjetlo na unutarnji dio akrecijskog diska i bolje ga osvijetlio. NASA objašnjava da kao da je netko upalio svjetiljku za astronome, pomična korona osvijetlila je točno područje koje su željeli proučiti.
"Još uvijek ne razumijemo kako se točno stvara korona ili zašto mijenja oblik, ali vidimo kako svijetli materijal oko crne rupe, omogućavajući nam proučavanje tako bliskih područja u efektima koje je opisala Einsteinova teorija opće relativnosti postaju istaknuti ", rekla je glavna istražiteljica NuSTAR-a Fiona Harrison s Kalifornijskog tehnološkog instituta. "NuSTAR-ova neviđena sposobnost za promatranje ovog i sličnih događaja omogućava nam proučavanje najekstremnijih efekata optičke relativnosti na savijanje svjetlosti."
Novi će podaci vjerojatno baciti svjetlo na ove misteriozne korone u kojima su zakoni fizike gurnuti do svoje granice.
Članak je objavljen u Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i dostupan je na mreži.
