Czarna dziura to bardzo gęsty obiekt w kosmosie, z którego nie może uciec żadne światło. Oznacza region, poza którym nie ma powrotu, więc nie powinniśmy być w stanie zobaczyć niczego, co znajduje się za czarną dziurą.
Odkrycie przeczy temu przekonaniu: po raz pierwszy Stanford astrofizycy donoszą o wykryciu światła zza czarnej dziury. Brzmi zdumiewająco! Prawda?
Astrofizycy donoszą o pierwszych w historii zapisach emisji promieniowania rentgenowskiego z odległej strony czarnej dziury w centrum galaktyki odległej o 800 milionów lat świetlnych. Odkrycie jest przepowiednią Ogólna teoria względności Einsteina.
Najpierw zaobserwowano intrygujący wzór: serię jasnych rozbłysków promieni rentgenowskich – ekscytujących, ale nie bezprecedensowych. Następnie teleskop zaobserwował nieoczekiwane dodatkowe błyski promieni rentgenowskich. Te emisje promieniowania rentgenowskiego były mniejsze i miały inne kolory niż jasne rozbłyski.
Teoria Ogólnej Względności Einsteina sugeruje, że te świetliste echa były zgodne z promieniami X odbitymi zza czarna dziura. Ale podstawowa wiedza na temat czarnych dziur mówi nam, że jest to dziwne miejsce, z którego może pochodzić światło.
Astrofizyk z Uniwersytetu Stanforda, Dan Wilkins, powiedział: „Powodem, dla którego to widzimy, jest to, że czarna dziura wypacza przestrzeń, zaginając światło i skręcając pola magnetyczne wokół siebie".
Roger Blandford, współautor artykułu, powiedział: „Pięćdziesiąt lat temu, kiedy astrofizycy zaczęli spekulować na temat tego, jak pole magnetyczne może zachowywać się w pobliżu czarnej dziury, nie mieli pojęcia, że pewnego dnia możemy mieć techniki umożliwiające bezpośrednią obserwację tego zjawiska i zobaczenie ogólnej teorii względności Einsteina w działaniu”.
Naukowcy dokonali tego odkrycia, gromadząc więcej wiedzy na temat tajemniczej cechy pewnych czarnych dziur, zwanej koroną. Załóżmy, że wystarczy materia wpadająca w supermasywną czarną dziurę. W takim przypadku obszar świeci w super jasnych promieniach rentgenowskich, ciągłe źródła światła we wszechświecie, tworzące koronę wokół czarnej dziury.
Korona wokół czarnej dziury zbiera ultragorące cząstki gazu, które powstają, gdy gaz z dysku wpada do czarnej dziury. Cząsteczki gazu wślizgujące się do czarnej dziury przegrzewają się do milionów stopni. W takich temperaturach elektrony oddzielają się od atomów, tworząc namagnesowaną plazmę.
Wirujące łuki pola magnetycznego czarnej dziury kręcą się wokół siebie tak bardzo, że w końcu całkowicie się załamują. To pole magnetyczne ogrzewa wszystko wokół siebie i wytwarza te wysokoenergetyczne elektrony, które następnie wytwarzają promieniowanie rentgenowskie.
Badając pochodzenie rozbłysków, naukowcy zauważyli serię mniejszych błysków. Błyski te były tymi samymi rozbłyskami promieniowania rentgenowskiego, ale odbijały się od tyłu dysku – pierwszy rzut oka na dalszą stronę czarnej dziury.
Niewątpliwie potrzeba więcej badań, aby zrozumieć korona czarnej dziury.
Wilkins powiedziany, „Ma znacznie większe lustro niż kiedykolwiek w teleskopie rentgenowskim i pozwoli nam uzyskać obrazy o wyższej rozdzielczości w znacznie krótszych czasach obserwacji. Tak więc obraz, który zaczynamy uzyskiwać w tej chwili z danych, stanie się znacznie jaśniejszy dzięki tym nowym obserwatoriom”.
Referencje czasopisma:
- DR Wilkins, LC Gallo, E. Costantini i in. Zaginanie światła i echo rentgenowskie za supermasywną czarną dziurą. Natura 595, 657–660 (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03667-0
