NASAs Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) har fanget en spektakulær begivenhed: et supermassivt sort huls tyngdekraft, der trækker på nærliggende røntgenlys.
På bare et par dage faldt koronaen - en sky af partikler, der rejser nær lysets hastighed - ind mod det sorte hul. Observationer er en kraftig test af Einsteins teori om generel relativitet, der siger, at tyngdekraften kan bøje rum-tid, det stof, der former vores univers og det lys, der bevæger sig gennem det.
”Koronaen kollapsede for nylig ind mod det sorte hul, med det resultat, at det sorte huls intense tyngdekraft trak alt lyset ned på dens omgivende disk, hvor materiale spiraler indad,” sagde medforfatter Michael Parker fra Institute of Astronomy i Cambridge, United Kongeriget, i en pressemeddelelse.
Det supermassive sorte hul, kendt som Markarian 335, er omkring 324 millioner lysår fra Jorden i retning af stjernebilledet Pegasus. Et sådant ekstremt system klemmer ca. 10 millioner gange massen af vores sol ind i et område, der kun er 30 gange solens diameter. Det roterer så hurtigt, at plads og tid trækkes rundt med det.
NASAs Swift-satellit har overvåget Mrk 335 i årevis og bemærket for nylig en dramatisk ændring i dens røntgenlysstyrke. Så NuSTAR blev omdirigeret for at se igen på systemet.
NuSTAR har indsamlet røntgenstråler fra sorte huller og døende stjerner i de sidste to år. Dets specialitet er at analysere røntgenstråler med høj energi i området fra 3 til 79 kilo-elektron volt. Observationer i røntgenlys med lavere energi viser et sort hul, der er skjult af skyer med gas og støv. Men NuSTAR kan se et detaljeret kig på, hvad der sker i nærheden af begivenhedshorisonten, regionen omkring et sort hulform, som lys ikke længere kan undslippe tyngdekraften.
Specifikt er NuSTAR i stand til at se koronas direkte lys og dets reflekterede lys fra akkretionsdisken. Men i dette tilfælde er lyset sløret på grund af kombinationen af nogle få faktorer. Først påvirker doppler-skiftet den roterende disk. På den side, der roterer væk fra os, flyttes lyset til rødere bølgelængder (og derfor lavere energi), mens lyset på den side, der drejer mod os, forskydes til blåere bølgelængder (og derfor højere energi). En anden effekt har at gøre med de enorme hastigheder i det roterende sorte hul. Og en endelig virkning er tyngdekraften fra det sorte hul, der trækker lyset og får det til at miste energi.
Alle disse faktorer får lyset til at smøre ud.
Spændende afslørede NuSTAR-observationer også, at grebet af det sorte huls tyngdekraft trak koronas lys ind på den indvendige del af beskyttelsesskiven, så den bedre belyses. NASA forklarer, at som om nogen havde skinnet en lommelygte til astronomerne, tændte den skiftende korona det præcise område, de ønskede at studere.
”Vi forstår stadig ikke nøjagtigt, hvordan koronaen produceres, eller hvorfor den ændrer sin form, men vi ser, at den lyser op materiale omkring det sorte hul, hvilket gør det muligt for os at studere regionerne så tæt på de effekter, der er beskrevet af Einsteins teori om generel relativitet. blive fremtrædende, ”sagde NuSTAR Principal Investigator Fiona Harrison fra California Institute of Technology. "NuSTAR's enestående evne til at observere denne og lignende begivenheder giver os mulighed for at studere de mest ekstreme lysbøjningseffekter af generel relativitet."
De nye data vil sandsynligvis kaste lys over disse mystiske koroner, hvor fysiklovene skubbes til deres grænse.
Artiklen er blevet offentliggjort i den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society og er tilgængelig online.
