Monster Black Hole ‘s Spin Revealed for 1st Time

Astronomers have made the first reliable measurement of a supermassive black hole ‘s spin, showcasing a technique that could help undertaking the mysteries of these monsters’ growth and evolution.

spiraaligalaksin keskellä oleva valtava musta aukko NGC 1365 pyörii noin 84 prosenttia niin nopeasti kuin Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria sallii, tutkijat selvittivät. Löytö osoittaa, että ainakin osa supermassiivisista mustista aukoista pyörii nopeasti — väitettä aiemmat tutkimukset olivat vihjanneet, mutta eivät vahvistaneet.

“tämä on ensimmäinen kerta, kun voimme todella sanoa, että mustat aukot pyörivät”, tutkimuksen tekijä Fiona Harrison Caltechista Pasadenasta kertoi SPACE.com. ” tämä lupaus siitä, että pystytään ymmärtämään, miten mustat aukot kasvavat, on mielestäni tärkein seuraus.”

mustan aukon tuijottaminen Röntgenvalossa

supermassiiviset mustat aukot ovat lähes käsittämättömän valtavia, joista jotkut sisältävät 10 miljardia tai enemmän auringon massaa. Tutkijat uskovat, että yksi vaanii useimpien, ellei kaikkien, galaksien ytimessä.

NGC 1365, joka sijaitsee noin 56 miljoonan valovuoden päässä Maasta Fornaxin tähdistössä, on todellakin jättiläismäinen musta aukko-Yksi niin massiivinen kuin useita miljoonia aurinkoja. Ja tämä Behemot räjäyttää valtavia määriä energiaa ahmiessaan kaasua ja muuta läheistä ainetta, mikä tekee siitä kiehtovan kohteen tähtitieteilijöille.

uudessa tutkimuksessa tutkijat analysoivat havaintoja kahdesta NGC 1365: stä valmistetusta Röntgenteleskoopista-Euroopan avaruusjärjestön XMM — Newtonin observatoriosta ja NASAn Nuclear Spectroscopic Telescope Arraysta (NuSTAR) heinäkuussa 2012.

nollaamalla rauta-atomien lähettämän suurenergisen valon teleskoopit pystyivät jäljittämään litteän, pyörivän kertymäkiekon liikkeen, joka kiertää NGC 1365: n mustaa aukkoa ja kanavoi kaasua ja pölyä sen ahneeseen mawiin.

tähtitieteilijät havaitsivat, että päästöt ovat voimakkaasti vääristyneet, mikä viittaa siihen, että kertymäkiekon sisäreuna saattaa olla melko lähellä mustaa aukkoa — riittävän lähellä gravitaatiovaikutusten aiheuttaessa tuhoa kiekosta virtaaville röntgensäteille. Tämä puolestaan viittaa nopeasti pyörivään mustaan aukkoon, sillä yleisen suhteellisuusteorian mukaan mitä nopeammin musta aukko pyörii, sitä lähemmäksi sen kiekko voi tulla, Harrison sanoi.

mutta se on vain yksi tulkinta. Toisen näkemyksen mukaan tällainen särö, joka on havaittu kertymäkiekkopäästöissä aiemminkin, voisi johtua kaasupilvistä, jotka roikkuvat supermassiivisen mustan aukon ja sitä havainnoivien teleskooppien välissä.

” tästä on syntynyt iso kiista-kumpi näistä kahdesta on menossa?”Harrison sanoi.

mustan aukon spin

juuri kesäkuussa 2012 laukaistu 165 miljoonan dollarin NuSTAR-teleskooppi ratkaisi tapauksen lopullisesti.

käyttäen nustarin superherkkiä mittauksia suurienergisistä röntgensäteistä tähtitieteilijät laskivat, että oletettujen kaasupilvien täytyisi olla uskomattoman paksuja, jotta havaitut vääristymätasot saataisiin aikaan-niin paksuja, että koko ajatus olisi kestämätön, ainakin NGC 1365: n mustan aukon tapauksessa.

“loistaakseen näiden paksujen pilvien läpi mustan aukon pitäisi olla niin kirkas, että se periaatteessa räjäyttäisi itsensä kappaleiksi”, sanoi Harrison, joka on NuSTAR-tehtävän Päätutkija. “Joten mitä täytyy tapahtua on, mitä näemme on nämä relativistiset vääristymät. Se tarkoittaa, että kiekko tulee lähelle mustaa aukkoa, eli mustan aukon täytyy pyöriä nopeasti.”

tutkimusryhmä, jota johti Guido Risaliti Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta ja Italian kansallisen astrofysiikan tutkimuslaitoksen Arcetri-observatoriosta, laski tämän kiertoluvun olevan 84 prosenttia yleisen suhteellisuusteorian sallimasta.

tätä lukua on vaikea käsittää, koska se ei juurikaan muutu kilometreiksi tunnissa. Mutta on turvallista sanoa, että musta aukko pyörii uskomattoman nopeasti.

“todellisen nopeuden analogia ei ole aivan oikea”, Harrison sanoi. “Mutta voidaan sanoa, että pyörivät mustat aukot kiertävät aika-avaruutta niiden ympärillä. Ja jos seisoisit lähellä mustaa aukkoa, aika-avaruutesi kiertyisi tai raahautuisi ympäriinsä niin, että sinun täytyisi pyöriä kerran neljässä minuutissa vain pysyäksesi paikallaan.”

uusi tutkimus julkaistiin verkossa tänään (Helm. 27) Nature-lehdessä.

oppia mustien aukkojen kasvusta

tähtitieteilijät ajattelevat supermassiivisten mustien aukkojen saavan suurimman osan pyörimisestään kasvaessaan, sen sijaan että ne syntyisivät sen kanssa. Niiden Pyörimisnopeuden tutkiminen voi siis tuottaa oivalluksia siitä, miten nämä hirviöt ovat kehittyneet ajan myötä.

esimerkiksi NGC 1365: n mustan aukon superfast spin viittaa siihen, että se ei kasvanut lukuisten pienten mustien aukkojen fuusioiden kautta, Harrison sanoi, koska on hyvin epätodennäköistä, että monet tällaiset kaoottiset tapahtumat pyörittäisivät sitä samaan suuntaan.

pikemminkin on todennäköisempää, että NGC 1365: n keskinen musta aukko sai pyörityksensä yhdestä suuresta fuusiosta, tai yksinkertaisesti hotkimalla materiaalia kertymäkiekosta, joka on pysynyt vakaana pitkän matkan ajan.

uusi tutkimus on ensimmäinen askel kohti supermassiivisten mustien aukkojen luonteen ja evoluution parempaa ymmärtämistä, Harrison sanoi.

“teemme lisää tämänkaltaisia mittauksia”, hän sanoi. “Lopulta haluaisitte isomman teleskoopin, jolla voidaan mitata kaukaisempia mustia aukkoja, jotta voimme näytteen tilastojen avulla ymmärtää, miten ne kasvavat kosmisen ajan kuluessa.”

seuraa SPACE.com vanhempi kirjailija Mike Wall Twitterissä @michaeldwall tai SPACE.com @Spacedotcom. Olemme myös Facebook ja Google+.

Viimeaikaiset

{{ articleName }}

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.