Monster Black Hole's Spin paljastettiin ensimmäistä kertaa

Tämä kuva spiraaligalaksista NGC 1365 otettiin tehokkaalla HAWK-I-infrapunakameralla ESO: n erittäin suurella teleskoopilla Paranalin observatoriossa Chilessä. (Kuva: ESO / P.Grosbøl)

Tähtitieteilijät ovat tehneet ensimmäisen luotettavan supermassiivisen mustan aukon spin -mittauksen, joka esittelee tekniikan, joka voisi auttaa selvittämään näiden hirviöiden kasvun ja kehityksen mysteerit.

Valtava musta aukko spiraaligalaksin NGC 1365 keskellä pyörii noin 84 prosenttia niin nopeasti kuin Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria sallii, tutkijat päättivät. Löytö osoittaa, että ainakin jotkut supermassiiviset mustat aukot pyörivät nopeasti - väite aiemmissa tutkimuksissa oli vihjaillut mutta ei vahvistanut.

'Tämä on ensimmäinen kerta, kun voimme todella sanoa, että mustat aukot pyörivät', tutkimuksen toinen kirjoittaja Fiona Harrison, Caltechista Pasadenassa, kertoi guesswhozoo.comille. 'Lupaus, jonka tämä pitää mustien aukkojen kasvun ymmärtämisestä, on mielestäni suurin seuraus.'

Tuijottaa mustaa aukkoa röntgenvalossa

Supermassiiviset mustat aukot ovat lähes käsittämättömän suuria, ja jotkut niistä sisältävät 10 miljardia tai enemmän kertaa aurinkomme massan. Tutkijoiden mielestä yksi on useimpien, ellei kaikkien galaksien ytimessä. [ Galleria: Universumin mustat reiät ]

NGC 1365, joka sijaitsee noin 56 miljoonan valovuoden päässä Maasta Fornaxin tähdistössä, sisältää todellakin jättimäisen mustan aukon-yhtä massiivisen kuin useita miljoonia aurinkoja. Ja tämä behemotti räjäyttää valtavia määriä energiaa nielemällä kaasua ja muuta lähellä olevaa ainetta, mikä tekee siitä kiehtovan kohteen tähtitieteilijöille.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat analysoivat havaintoja kahdesta röntgen-avaruusteleskoopista-Euroopan avaruusjärjestön XMM-Newtonin observatoriosta ja NASA: n Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR)-valmistettu NGC 1365: stä heinäkuussa 2012.

Nollaamalla rauta-atomien lähettämän suuren energian valon, kaukoputket pystyivät jäljittämään litteän, pyörivän kertymälevyn liikkeen, joka kiertää NGC 1365: n mustan aukon ja ohjaa kaasua ja pölyä ahneeseen leukaansa.

Tähtitieteilijät havaitsivat, että päästöt ovat voimakkaasti vääristyneitä, mikä viittaa siihen, että kerääntymislevyn sisäreuna voi olla melko lähellä mustaa aukkoa-tarpeeksi lähellä painovoiman vaikutuksia tuhoamaan levyltä tulevien röntgensäteiden. Tämä puolestaan ​​merkitsee nopeasti pyörivää mustaa aukkoa, koska yleinen suhteellisuusteoria sanoo, että mitä nopeammin musta aukko pyörii, sitä lähemmäksi sen kiekko voi tulla, Harrison sanoi.

Mutta tämä on vain yksi tulkinta. Toinen katsoo, että tällainen vääristyminen, joka on havaittu kertymislevyn päästöissä aiemmin, voi johtua kaasupilvistä, jotka riippuvat supermassiivisen mustan aukon ja sitä tarkkailevien teleskooppien välissä. [Maailmankaikkeuden oudimmat mustat aukot]

'Tämä on ollut suuri kiista - kumpi näistä on meneillään?' Harrison sanoi.

Mustan aukon pyörittäminen

165 miljoonaa dollaria NuSTAR -kaukoputki , joka julkaistiin juuri kesäkuussa 2012, lopulta rikkoi tapauksen.

Käyttäen NuSTARin erittäin herkkiä korkean energian röntgensäteiden mittauksia, tähtitieteilijät laskivat, että väitettyjen kaasupilvien piti olla uskomattoman paksuja havaittujen vääristymistasojen tuottamiseksi-niin paksuja, että koko ajatus ei kestä, ainakin tässä tapauksessa NGC 1365: n mustasta aukosta.

'Näiden paksujen pilvien läpi paistaakseen mustan aukon pitäisi olla niin kirkas, että se pohjimmiltaan räjäyttäisi itsensä', sanoi Harrison, joka on NuSTAR -tehtävän päätutkija. 'Joten mitä on tapahduttava, näemme nämä relativistiset vääristymät. Ja tämä tarkoittaa sitä, että levy on lähellä mustaa aukkoa, mikä tarkoittaa, että mustan aukon täytyy pyöriä nopeasti. '

Tutkimusryhmä, jota johti Guido Risaliti Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksesta ja Italian kansallisen astrofysiikan instituutin Arcetrin observatoriosta, laski tämän kiertonopeuden olevan 84 prosenttia yleisen suhteellisuusteorian sallimasta.

Tätä lukua on vaikea ymmärtää, koska se ei käänny hyvin kilometreiksi tunnissa. Mutta on turvallista sanoa, että musta aukko pyörii uskomattoman nopeasti.

'Todellisen nopeuden analogia ei ole aivan oikein', Harrison sanoi. -Mutta mitä voit sanoa, on se, että pyörivät mustat aukot kiertävät aika-aikaa ympärilleen. Ja jos seisoisit mustan aukon lähellä, aika-avasi olisi periaatteessa kierretty tai vedetty ympäri niin, että sinun olisi pyöritettävä joka neljäs minuutti vain seisoaksesi paikallaan. '

Uusi tutkimus julkaistiin verkossa tänään (27. helmikuuta) Nature -lehdessä.

Opi mustan aukon kasvusta

Tähtitieteilijät ajattelevat supermassiiviset mustat aukot hankkivat suurimman osan spinistään kasvaessaan sen sijaan, että olisivat syntyneet sen kanssa. Joten niiden kiertonopeuden tutkiminen voi antaa tietoa siitä, kuinka nämä hirviöt ovat kehittyneet ajan myötä.

Esimerkiksi NGC 1365: n mustan aukon supernopea pyöritys merkitsee sitä, että se ei kasvanut lukuisten pienten mustan aukon sulautumisten kautta, Harrison sanoi, koska todennäköisyys on hyvin pieni, että monet tällaiset kaoottiset tapahtumat kääntäisivät sen samaan suuntaan.

Pikemminkin on todennäköisempää, että NGC 1365: n keskimmäinen musta aukko sai spininsä yhdestä suuresta sulautumisesta tai yksinkertaisesti syömällä materiaalia kertymälevyltä, joka on pysynyt vakaana pitkällä aikavälillä.

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

'Teemme lisää tällaisia ​​mittauksia', hän sanoi. '' Lopulta haluat tehdä isomman teleskoopin, joka voi mitata kauempana olevia mustia aukkoja, jotta voimme otoksen tilastojen avulla ymmärtää, miten ne kasvavat kosmisen ajan aikana. ''

Seuraa guesswhozoo.comin vanhempaa kirjailijaa Mike Wallia Twitterissä @michaeldwall tai guesswhozoo.com @Spacedotcom . Olemme myös mukana Facebook ja Google+ .