Nov način za oceno mase presenetljivih črnih lukenj zunaj naše galaksije so predlagali astronomi z Moskovske državne univerze.
Črne luknje so kozmična telesa, v katerih je gravitacijska privlačnost tako velika, da jim tudi svetloba ne more uiti. Njihov obstoj izhaja iz sodobne teorije gravitacije - splošne teorije relativnosti, katere ustanovitelj je bil Albert Einstein.
Kljub dejstvu, da prisotnost črnih lukenj v naravi ni bila dosledno dokazana, imajo astronomi razlog za domnevo, da takšni predmeti obstajajo. Na primer, večkrat so opazili pojave, ki jih spremlja ogromno sproščanje energije, kar je mogoče razložiti le z medsebojnim vplivanjem masivnih črnih lukenj z okoliško snovjo, ki pada na njih. V tem primeru zaradi trenja in segrevanja snovi nastane sevanje, kar omogoča posredno "videnje" črne luknje.
Če ne pride do akcesije - padca snovi na kozmično telo zaradi njene privlačne sile -, je izredno težko izvedeti o obstoju črne luknje. Raziskovalci Astronomskega inštituta Sternberg iz Moskovske državne univerze pod vodstvom Elene Seifine so se začeli zanimati za tako "mirujoče" supermasivne črne luknje zunaj naše galaksije in predlagali metodo za oceno njihove mase, četudi se težko manifestirajo. Rezultati raziskav so objavljeni v reviji Astronomy and Astrophysics.
Vse se je začelo, ko so astronomi opazili več izbruhov iz ekstragalaktičnih virov. Enega od njih, Swift J1644 + 57, je leta 2011 opazovalo več vesoljskih opazovalnic (RXTE, Swift in Suzaku) v območju rentgenskih in gama.
Sprva so raziskovalci menili, da so videli počil gama, kar smo že opazili v oddaljenih galaksijah. Vendar ponavadi emisija takih izstrelij izgine po dnevu ali dveh, medtem ko je v tem primeru počilo po dveh dneh postalo še svetlejše. Skupno so izbruh opazovali dve leti, nakar se je ugasnil.
Astronomi so začeli sumiti, da opazujejo plimni zlom zvezde, ki leti na kratki razdalji od supermasivne črne luknje (znotraj treh gravitacijskih polmerov). Zvezda se sesede zaradi dejstva, da se sile teže znatno razlikujejo na strani zvezde blizu črne luknje in daleč. Hkrati njegova materija ne pade takoj na luknjo, temveč tvori začasni disk, ki začne svetlo žareti, kar lahko opazimo na Zemlji.
Pred tem je Elena Seifina opazovala podobne rakete, ki vključujejo znane predmete, ki veljajo za črne luknje, tako znotraj naše galaksije kot zunaj nje, in ugotovila, kako se nagib rentgenskega spektra (graf odvisnosti intenzitete sevanja od frekvence) spreminja med povečanjem svetilnosti.
Promocijski video:
Identificirala je značilnosti v spektru, ki jasno kažejo na prisotnost črnih lukenj. Astronomi so predlagali, da če so oblike spektrov podobnih bliskavic podobne, so tudi procesi, ki se odvijajo v njih, podobni. Zato jih povzročajo tudi trganje zvezd, ki jih črne luknje. To omogoča odkrivanje novih predmetov - kandidatov za črne luknje.
Astronomi določajo mase že opaženih črnih lukenj z oceno največje svetilnosti akumulacijskih diskov, ki so nastali okoli njih iz padajoče snovi, ob predpostavki, da je na disku doseženo ravnotežje med tlakom elektromagnetnega sevanja in gravitacijskimi silami.
Primerjava skladb (odvisnost naklona spektra od hitrosti nabiranja) znanih predmetov s tiri, pridobljenimi za nove ekstragalaktične mehke, je raziskovalcem omogočila "tehtanje" nevidnih črnih lukenj. Nova metoda "tehtanja" mirujočih ekstragalaktičnih črnih lukenj omogoča uporabo podatkov o znanih galaktičnih objektih, kot je na primer dobro znani objekt Cygnus X-1 s črno luknjo v središču, ki so ga astronomi že dolgo preučevali. Izračuni so pokazali, da je v izbruhu Swift J1644 + 57 res povezan s supermasivno črno luknjo z maso 7 × 106 sončnih mas.
Če smo za oceno mase črnih lukenj uporabili prejšnja opažanja v ultravijolični obliki, potem nam nova metoda omogoča, da se omejimo na obseg rentgenskih žarkov.
Astronomi upajo, da bo vsestranskost nove metode pomagala pri oceni številnih množic različnih ekstragalaktičnih objektov, kot so jedra Seyfertovih galaksij in drugih, ko tradicionalne metode v osnovi ne delujejo.
Na podlagi gradiva tiskovne službe Moskovske državne univerze
Avtor: Alexey Ponyatov