A fekete lyuk körüli mágneses és gravitációs környezet annyira extrém, hogy a fény meghajlik körülötte, és a fekete lyuk mögül visszatükröződik a megfigyelőre – ezt állítja legalábbis Einstein teóriája, amit a gyakorlatban mostanáig még nem sikerült igazolni.
Csillagászoknak azonban most röntgentartományban először sikerült kimutatnia ezt a visszaverődést, ami a 800 millió fényévre található I Zwicky 1 galaxis fekete lyukából érkezett.
Az eredmény igazolja Einstein elméletét, és segít alaposabban megismerni a világegyetem legsötétebb képződményeit – ismerteti a kutatás eredményeit a Science Alert tudományos portál.
Dan Wilkins, a Stanford Egyetem asztrofizikusa szerint a fekete lyukba kerülő fény csapdába esik, képtelen kijutni onnan, és így nem láthatjuk azt, ami a sötét objektum mögött van.
CSAKHOGY A FEKETE LYUK TORZÍTJA A TÉRIDŐT, HAJLÍTJA A FÉNYT ÉS CSAVARJA A MÁGNESES MEZŐKET MAGA KÖRÜL, ENNEK KÖVETKEZTÉBEN PEDIG ÉSZLELNI TUDJUK A RÖNTGENVISSZHANGOKAT.
A visszaverődés létrejötte
A fekete lyuk közvetlen környezete számos komponensből áll össze.
Az eseményhorizont az a határfelület, ahonnan nincs visszatérés, itt már a fénysebesség sem éri el a szökési sebességet. Az I Zw 1*-hoz hasonló aktív fekete lyukaknak ezen kívül van anyagbefogási korongja; ez egy hatalmas, porból és gázokból álló lapított korong, ami – akár a lefolyó körül keringő víz – az objektumba áramlik. A súrlódás és a mágneses mező hatására a korong annyira felforrósodik, hogy az elektronok leszakadnak az atomokról és mágneses plazmát hoznak létre.
AZ AKTÍV FEKETE LYUK ESEMÉNYHORIZONTJÁN KÍVÜL, AZ ANYAGBEFOGÁSI KORONG BELSŐ SZÉLÉN TALÁLJUK A KORONÁT. EZ A PERZSELŐEN FORRÓ ELEKTRONOK BIRODALMA, AMELYET A FEKETE LYUK MÁGNESES MEZEJE TART „ÉLETBEN”.
A mágneses mező annyira megcsavarodik, hogy felpattan, majd újracsatlakozik – a folyamat a Napon erőteljes kitöréseket idéz elő. A fekete lyukban a korona úgy viselkedik, mint egy részecskegyorsító – olyan nagy energiára gyorsítja az elektronokat, hogy azok fényleni kezdenek a röntgentartományban.
A mágneses mező megkötődik, majd a fekete lyuk közelébe pattan, felmelegít maga körül mindent, és létrehozza ezeket a nagy energiájú elektronokat, amelyek aztán röntgensugarakat produkálnak” – magyarázta Wilkins.
A RÖNTGEN-FOTONOK EGY RÉSZE BESUGÁROZZA AZ AKKRÉCIÓS KORONGOT, VÉGÜL BIZONYOS FOLYAMATOK RÉVÉN MEGTÖRTÉNIK A VISSZAVERŐDÉS.
A kutatók a visszaverődés segítségével fel tudják térképezni a fekete lyuk eseményhorizontjához legközelebb eső régiót.
A felfedezés
Wilkins és kollégái ezt a titokzatos koronát akarták tanulmányozni, amikor az I Zw 1*-t vizsgálni kezdték. A fekete lyuknak otthont adó galaxist 2020 januárjában figyelték a NUStar és XMM-Newton röntgenteleszkópokkal.
AZ ADATOK KÖZÖTT A SZAKÉRTŐK LÁTTÁK A VÁRT RÖNTGENKIFÉNYESEDÉSEKET, ÉSZREVETTEK AZONBAN VALAMI VÁRATLANT IS – MÁS HULLÁMHOSSZÚ KISEBB, KÉSEI RÖNTGENVILLANÁSOKAT.
A korábban felépített modelleket alapul véve Wilkins rájött, hogy ez utóbbiak lehetnek a fekete lyuk mögül érkező visszaverődések, amik a szélsőséges gravitációs és mágneses mezőknek köszönhetően érzékelhetők.
Nagyszerű érzés igazolni az általános relativitáselméletet egy kulcsfontosságú részét, de a felfedezés más miatt is izgalmas; új dolgokat tudhatunk meg a fekete lyukakról, és láthatjuk, milyen messzire jutottunk, hogy ilyen megfigyeléseket tehetünk a műszereinkkel és elemzési technikáinkkal” – emelte ki a kutatás jelentőségét Wilkins.
Az eredményeket a Nature magazin legújabb számában mutatták be.
origo
