Vědci spojili cestu svazku zkázy, protože čtyřikrát obíhali kolem černé díry, první pozorovací. Jejich technika poskytuje novou metodu pro měření hmotnosti černé díry; a to může umožnit testování Einsteinovy teorie gravitace do té míry, o jaké se domníváme, že je to možné.
Tým vedený Dr. Kazushi Iwasawou z Astronomického ústavu (IoA) v anglickém Cambridge sledoval v průběhu dne stopu horkého plynu, když bičoval kolem supermasivní černé díry zhruba ve stejné vzdálenosti, kterou Země obíhá kolem Slunce. Zrychlená extrémní gravitací černé díry však oběžná dráha trvala asi čtvrt dne namísto roku.
Vědci dokázali spočítat hmotnost černé díry zapojením měření energie světla, jeho vzdálenosti od černé díry a času, který zabral na oběžné dráze černé díry - manželství Einsteinovy obecné relativity a dobrého starého - módní Keplerian fyzika.
Iwasawa a jeho kolega na IoA, dr. Giovanni Miniutti, prezentují tento výsledek dnes na webové tiskové konferenci v New Orleans na setkání divize High Energy Astrophysics Division americké astronomické společnosti. Dr. Andrew Fabian z IoA se k nim připojil k článku, který se objevil v nadcházejícím vydání Měsíčních oznámení Královské astronomické společnosti. Data pocházejí z observatoře XMM-Newton Evropské vesmírné agentury.
Tým studoval galaxii s názvem NGC 3516, vzdálenou asi 100 miliónů světelných let v souhvězdí Ursa Major, kde sídlil Velký vůz (nebo Pluh). Předpokládá se, že tato galaxie má ve svém jádru supermasivní černou díru. Plyn v této střední oblasti svítí rentgenovým zářením, protože je zahříván na miliony stupňů pod silou černé díry.
XMM-Newton zachytil spektrální prvky ze světla kolem černé díry, zobrazené na spektrografu s hroty označujícími určité úrovně energie, podobné vzhledu jako zubaté linie kardiografu. Během celodenního pozorování XMM zachytil vzplanutí od vzrušeného plynu obíhajícího po černé díře, když se čtyřikrát bičoval. To byl rozhodující kousek informací potřebných k měření hmotnosti černé díry.
Vědci už znali vzdálenost plynu od černé díry od jejího spektrálního rysu. (Rozsah gravitačního červeného posunu nebo odtoku energie odhaleného spektrální čarou souvisí s tím, jak blízko je předmět k černé díře.) Při orbitální době a vzdálenosti mohli vědci omezit měření hmotnosti - mezi 10 miliony a 50 milionů solárních hmot, v souladu s hodnotami získanými jinými technikami.
I když je výpočet přímý, analýza pochopení orbitální periody rentgenového erupce je nová a složitá. Vědci v podstatě zjistili, že se cyklus opakuje čtyřikrát: modulace intenzity světla doprovázená oscilací energie světla. Pozorovaná energie a cyklus zapadají do profilu světla gravitačně redshifted (gravitační krádežní energie) a Dopplerovy posunuté (zisk a ztráta energie při pohybu obíhající hmoty směrem k nám a pryč od nás).
Technika analýzy k překvapení tohoto vědeckého týmu znamená, že současná generace rentgenových observatoří může přinést významné zisky v měření hmotnosti černé díry, i když s dlouhými pozorováními a systémy s černými dírami s dlouhodobými světlicemi. Na základě těchto informací mohou navrhované mise, jako je Constellation-X nebo XEUS, proniknout hlouběji do testování Einsteinovy matematiky v laboratoři extrémní gravitace.
Originální zdroj: Institute of Astronomy News Release
