Ett svart hål är ett mycket tätt föremål i rymden från vilket inget ljus kan fly. Det betyder regionen bortom vilken det inte finns någon återvändo, så vi borde inte kunna se något som finns bakom det svarta hålet.
En upptäckt motsäger denna tro: För första gången, Stanford astrofysiker rapporterar upptäckten av ljus bakom ett svart hål. Det låter häpnadsväckande! Är det inte?
Astrofysiker rapporterar de första inspelningarna någonsin av röntgenstrålning från den bortre sidan av ett svart hål i mitten av en galax 800 miljoner ljusår bort. Upptäckten är förutsägelsen av Einsteins allmänna relativitetsteori.
Ett spännande mönster observerades först: en serie ljusa bloss av röntgenstrålar – spännande men inte utan motstycke. Sedan observerade den teleskoperade oväntade ytterligare blixtar av röntgenstrålar. Dessa röntgenstrålar var mindre och av annan färg än ljusa bloss.
Einsteins teori om allmän relativitet antyder att dessa ljusekon överensstämde med röntgenstrålar som reflekterades bakifrån svart hål. Men en grundläggande förståelse för svarta hål säger oss att det är en konstig plats för ljus att komma ifrån.
Astrofysikern Dan Wilkins vid Stanford University sa: "Anledningen till att vi kan se det är för att det svarta hålet förvränger utrymmet, böjer ljuset och vrider sig magnetiska fält runt sig. "
Roger Blandford, en medförfattare till tidningen, sa: "För femtio år sedan när astrofysiker började spekulera om hur magnetfältet kunde bete sig nära ett svart hål, hade de ingen aning om att vi en dag skulle ha teknikerna för att observera detta direkt och se Einsteins allmänna relativitetsteori i aktion."
Forskare gjorde denna upptäckt samtidigt som de samlade in mer kunskap om en mystisk egenskap hos vissa svarta hål, kallad en korona. Anta att det räcker materia faller in i ett supermassivt svart hål. I så fall området lyser i superstarka röntgenstrålar, kontinuerliga ljuskällor i universum, som bildar en korona runt det svarta hålet.
Koronan runt det svarta hålet samlar upp ultraheta gaspartiklar som bildas när gas från skivan faller ner i det svarta hålet. Gaspartiklarna som glider in i det svarta hålet överhettas till miljontals grader. Vid sådana temperaturer separeras elektroner från atomer och skapar ett magnetiserat plasma.
De snurrande magnetfältsbågarna i det svarta hålet snurrar om sig själv så mycket att det så småningom går sönder helt. Detta magnetfält värmer allt runt omkring och producerar dessa högenergielektroner som sedan fortsätter att producera röntgenstrålar.
Medan de undersökte uppkomsten av blossarna, märkte forskare en serie mindre blixtar. Dessa blixtar var samma röntgenbloss men reflekterades från baksidan av skivan – en första glimt på bortre sidan av ett svart hål.
Det krävs utan tvekan mer forskning för att förstå svart hål corona.
Wilkins sade, "Den har en mycket större spegel än vi någonsin har haft på ett röntgenteleskop, och det kommer att låta oss få högre upplösningar på mycket kortare observationstider. Så bilden vi börjar få från data för tillfället kommer att bli mycket tydligare med dessa nya observatorier.”
Tidskriftsreferens:
- Wilkins, DR, Gallo, LC, Costantini, E. et al. Ljusböjning och röntgeneko bakom ett supermassivt svart hål. Nature 595, 657–660 (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03667-0
