Videnskabsfolk har samlet sammen rejsen til et bundt af dømt stof, da det kredsede om et sort hul fire gange, en iagttagelse først. Deres teknik giver en ny metode til at måle massen af et sort hul; og dette kan muligvis afprøve Einsteins teori om tyngdekraft i nogle få tanker, der er muligt.
Et team ledet af Dr. Kazushi Iwasawa ved Institute of Astronomy (IoA) i Cambridge, England, fulgte sporet af varm gas i løbet af en dag, da det piskede rundt om det supermassive sorte hul omtrent i samme afstand som Jorden kredser om Sol. Opkvalificeret af det sorte huls ekstreme tyngde tog bane dog ca. et kvarter i stedet for et år.
Videnskabsmændene kunne beregne massen af det sorte hul ved at tilslutte målingerne for lysets energi, dets afstand fra det sorte hul og den tid det tog at bane rundt om det sorte hul - et ægteskab med Einsteins generelle relativitet og gode gamle- gammeldags keplerisk fysik.
Iwasawa og hans kollega ved IoA, Dr. Giovanni Miniutti, præsenterer dette resultat i dag under en webbaseret pressekonference i New Orleans på mødet i High Energy Astrophysics Division i American Astronomical Society. Dr. Andrew Fabian fra IoA slutter sig til dem på en artikel, der vises i en kommende udgave af de månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society. Dataene er fra Det Europæiske Rumorganisations XMM-Newton-observatorium.
Holdet studerede en galakse ved navn NGC 3516, omkring 100 millioner lysår væk i stjernebilledet Ursa Major, hjemsted for Big Dipper (eller, ploven). Denne galakse menes at have et supermassivt sort hul i sin kerne. Gas i denne centrale region lyser i røntgenstråling, da den opvarmes til millioner af grader under kraft af det sorte huls tyngdekraft.
XMM-Newton fangede spektrale træk fra lyset rundt om det sorte hul, vist på en spektrograf med pigge, der angiver visse energiniveauer, der ligner udseendet som de taggede linjer i et kardiograf. Under den daglige observation fangede XMM en opblussen fra ophidset gas, der kredsede rundt om det sorte hul, da det piskede omkring fire gange. Dette var den afgørende smule information, der var nødvendig for at måle det sorte hulmasse.
Forskerne vidste allerede afstanden til gassen fra det sorte hul fra dets spektrale træk. (Omfanget af gravitationsrødskift, eller energitræning, der er afsløret af den spektrale linje, er relateret til, hvor tæt et objekt er på et sort hul.) Med en orbitaltid og -afstand kunne forskerne fastlægge en massemåling - mellem 10 millioner og 50 millioner solmasser i overensstemmelse med værdier opnået med andre teknikker.
Mens beregningen er enkel, er analysen for at forstå orbitalperioden for en røntgenstråling ny og kompliceret. I det væsentlige opdagede forskerne en cyklus gentaget fire gange: en modulation i lysets intensitet ledsaget af en svingning i lysets energi. Den observerede energi og cyklus passer til profilen af lys tyngdepunkt rødskiftet (tyngdekraft stjæle energi) og Doppler skiftes (en forøgelse og tab i energi, når kredsløb materie bevæger sig mod og væk fra os).
Analyseteknikken indebærer, til videnskabsteamets overraskelse, at den nuværende generation af røntgenobservatorier kan opnå betydelige gevinster i måling af sort hulmasse, om end med lange observationer og sorte hulsystemer med langvarige fakler. På baggrund af disse oplysninger kan foreslåede missioner som Constellation-X eller XEUS gøre dybere indgreb for at teste Einsteins matematik i laboratoriet med ekstrem tyngdekraft.
Original kilde: Institute of Astronomy News Release
