Monster Black Hole ‘ s Spin afsløret for 1.gang

astronomer har foretaget den første pålidelige måling af et supermassivt sort huls spin, der viser en teknik, der kan hjælpe med at afsløre mysterierne om disse monsters vækst og udvikling.

det enorme sorte hul i midten af spiralgalaksen NGC 1365 spinder omkring 84 procent så hurtigt som Einsteins generelle relativitetsteori tillader det, forskere bestemt. Fundet viser, at i det mindste nogle supermassive sorte huller roterer hurtigt — en påstand, som tidligere undersøgelser havde antydet, men ikke bekræftet.

“det er første gang, at vi virkelig kan sige, at sorte huller spinder,” fortæller medforfatter Fiona Harrison fra Caltech i Pasadena SPACE.com. ” løftet om, at dette gælder for at kunne forstå, hvordan sorte huller vokser, tror jeg, den største implikation.”

stirrer på et sort hul i Røntgenlys

Supermassive sorte huller er næsten uforståeligt enorme, hvor nogle indeholder 10 milliarder eller flere gange massen af vores sol. Forskere tror, at man lurer i hjertet af de fleste, hvis ikke alle, galakser.

NGC 1365, der ligger omkring 56 millioner lysår fra jorden i stjernebilledet Fornaks, har faktisk et gigantisk sort hul-et så massivt som flere millioner Soler. Og denne behemoth sprænger enorme mængder energi ud, da den spiser gas og andet nærliggende stof, hvilket gør det til et spændende mål for astronomer.

i den nye undersøgelse analyserede forskere observationer to Røntgenrumteleskoper-Den Europæiske Rumorganisations Observatorium og NASAs Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) — lavet af NGC 1365 i juli 2012.

ved at nulstille højenergilys udsendt af jernatomer var teleskoperne i stand til at spore bevægelsen af den flade, roterende accretion disk, der cirkler NGC 1365 ‘ s sorte hul og tragte gas og støv ind i sin grådige mund.

astronomer fandt ud af, at emissionerne er stærkt forvrængede, hvilket tyder på, at den indre kant af accretion disken kan være ret tæt på det sorte hul — tæt nok til gravitationseffekter til at skabe kaos med røntgenstrålerne, der strømmer fra disken. Dette indebærer igen et hurtigt roterende sort hul, da generel relativitet siger, at jo hurtigere et sort hul spinder, jo tættere kan disken komme til det, sagde Harrison.

men det er bare en fortolkning. En anden hævder, at en sådan forvrængning, som tidligere er blevet observeret i accretion diskemissioner, kunne være forårsaget af skyer af gas, der hænger mellem et supermassivt sort hul og teleskoperne, der observerer det.

“dette har været en stor kontrovers — hvilken af de to foregår?”Sagde Harrison.

fastgørelse af et sort huls spin

Nustar-teleskopet på 165 millioner dollars, der netop blev lanceret i juni 2012, knækkede endelig sagen.

ved hjælp af Nustars superfølsomme målinger af røntgenstråler med høj energi beregnet astronomerne, at de påståede gasskyer skulle være utroligt tykke for at producere de observerede forvrængningsniveauer-så tykke, at hele ideen blev uholdbar, i det mindste i tilfælde af NGC 1365s sorte hul.

“for at skinne gennem disse tykke skyer skulle det sorte hul være så lyst, at det dybest set ville sprænge sig selv fra hinanden,” sagde Harrison, som er hovedforsker for Nustar-missionen. “Så hvad der skal ske er, hvad vi ser er disse relativistiske forvrængninger. Og det betyder, at disken kommer tæt på det sorte hul, hvilket betyder, at det sorte hul skal spinde hurtigt.”

forskergruppen, ledet af Guido Risaliti fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og det italienske Nationale Institut for Astrophysics’ Arcetri Observatory, beregnet denne rotationshastighed til at være 84 procent af det, der er tilladt af generel relativitet.

Det er svært at forstå dette tal, da det ikke oversætter godt til miles i timen. Men det er sikkert at sige, at det sorte hul spinder utroligt hurtigt.

“analogien med en faktisk hastighed er ikke helt rigtig,” sagde Harrison. “Men hvad du kan sige er, at spinding af sorte huller vrider rumtiden omkring dem. Og hvis du stod nær det sorte hul, ville din rumtid i grunden blive snoet eller trukket rundt, så du skulle rotere en gang hvert fjerde minut bare for at stå stille.”

den nye undersøgelse blev offentliggjort online i dag (Feb. 27) i tidsskriftet Nature.

at lære om sort hulvækst

astronomer tror, at supermassive sorte huller erhverver det meste af deres spin, når de vokser, snarere end at blive født med det. Så at studere deres rotationshastigheder kan give indsigt i, hvordan disse monstre har udviklet sig over tid.

det superhurtige spin af NGC 1365 ‘ s sorte hul indebærer for eksempel, at det ikke voksede via adskillige små sorte hulfusioner, sagde Harrison, da oddsene er meget lave, at mange sådanne kaotiske begivenheder ville dreje det op i samme retning.

Det er snarere mere sandsynligt, at NGC 1365 ‘ s centrale sorte hul erhvervede sin spin fra en større fusion eller simpelthen ved at gobble materiale fra en accretion disk, der har været stabil i det lange løb.

den nye undersøgelse repræsenterer et første skridt mod en bedre forståelse af naturen og udviklingen af supermassive sorte huller, sagde Harrison.

“vi vil foretage flere målinger som denne,” sagde hun. “Til sidst, hvad du gerne vil gøre, er at have et større teleskop, der faktisk kan måle fjernere sorte huller, så vi ved hjælp af statistikkerne i prøven kan forstå, hvordan de vokser over kosmisk tid.”

Følg SPACE.com senior forfatter Mike væg på kvidre @michaeldmur eller SPACE.com @Spacedotcom. Vi er også på Facebook og Google+.

seneste nyheder

{{ artikelnavn }}

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.